煤矿用构网型应急电源装备研制
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完成单位:北方工业大学,青岛威控电气有限公司,国网福建省电力有限公司电力科学研究院
登记编号:CAPE-CXCG-2025-J-1-328
登记年份:2025
发布时间:2025-07-22
成果主要完成人
李建林,石泽林,王大龙,吕洪章,孙浩元,郑新龙,张伟骏,李惠,刘文博
项目概况
本成果所属矿山安全生产技术领域。煤矿及非煤矿山在突然断电时采用柴油发电系统作为应急电源,在应对抗冲击负荷时存在转换时间长、启动不可靠、安全隐患大、维护成本高等问题;其次,传统的大功率应急电源系统配用电储能变流器输出电压侧电压谐波含量高,以及多块变流器并联工作时功率分配效率较低且缺乏计及安全性的应急电源储能系统EMS能量管理系统。
针对上述问题,该成果所研制的基于构网型大功率抗冲击煤矿应急电源装置,是针对煤矿特殊环境设计的高可靠性、高稳定性的应急电源系统。该成果中首先提出了构网型储能系统多VF源并联输出高精度同步控制技术,解决了受IGBT容量制约的变流器功率约束难题;其次,对构网型储能系统在调峰、调频、应急电源、黑启动、多能互补技术进行了研究,有效解决了弱电网侧的电网扰动难题,实现了电压源并联的大功率构网型变流器技术,解决了离网情况下大功率负荷启动对电源的冲击难题;第三,设计了基于NPC三电平的多形态储能变流器桥式背靠背拓扑结构并提出了基于能效模型的多储能变流器自适应协同优化控制策略,从而研制了计及应急电源安全性的能量管理平台。
该成果采用多支路电压源并联、具备并、离网运行及源网荷储多重控制、具备风、光、储多能互补能力的MW级构网型储能系统。采用的构网型储能系统架构,能够独立设定电压和频率,提供更强的电力系统稳定性支持,包括储能电池组、功率转换系统、能量管理系统等。该电源系统以超强的过载能力、秒级响应能力和耐受谐波能力等突破性的优势,为煤矿应急电源市场带来前所未有的新型能源变革,系统整体性能国内领先。该成果已经在下面几个公司的不同场景进行了应用推广:山东能源枣矿集团滕东煤业、龙煤集团鸡西矿业城山煤矿、山西长治经坊煤业、连云港港35kV庙岭变港口岸电储能系统、南方电网惠州低压配电台区储能系统。
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