[发明专利]一种井工煤矿交直流混合智能供配电系统及控制方法

说明书

本发明属于供配电技术领域，尤其涉及一种井工煤矿交直流混合智能供配电系统及控制方法,系统包括：地面和井下四端口电力电子变压器；地面四端口电力电子变压器的3300V中压交流端口、10kV中压交流端口、1500V低压直流端口、10kV中压直流端口分别通过开关S1、S2、S3和S4与3300V交流母线、10kV交流母线连接、1500V直流母线连接、10kV直流母线连接；井下四端口电力电子变压器的3300V中压交流端口、10kV中压交流端口、1500V低压直流端口、10kV中压直流端口分别通过开关S5、S6、S7和S8与10kV直流母线、10kV交流母线、1500V直流母线、3300V交流母线连接；10kV交流母线通过变压器T3和开关S14与3300V交流母线连接；10kV直流母线通过开关S9与光伏发电系统连接。本发明可以减小用电能耗，保障生产用电安全。

技术领域

本发明属于供配电技术领域，尤其涉及一种井工煤矿交直流混合智能供配电系统及控制方法。

背景技术

在低碳节能的背景下，地面工业供配电网逐步出现了各类型的融合交直流负荷、储能、可再生能源和传统能源结合的园区能源管理的示范工程。在这些示范应用中，采用直流互联或交、直流混联的技术，将可再生能源、储能、负荷等各种不同电压、不同功率等级的交、直流设备进行互联互通，在新能源利用、节能降耗等方面取得了不错的应用效果。而随着井工煤矿采掘量的不断提升，井下大功率煤机装备日益增多，对煤矿整体的电能功率需求也越来越大，由此在煤矿电网的供电和用电环节产生的能耗也在增大。具体来看，在目前的井工煤矿交流供配电领域，交流供电网络存在无功损耗大、谐波比例高而导致的保护误动作和变压器容量用电高峰期饱和等问题，同时井下新增的直流负荷供电需求(蓄电池车辆快充、快换装置、通信基站等设备等)，需要从交流转变成直流后使用，增加了能耗环节；因此需要采用直流供电为主、交流供电为辅的智能混合供配电网络，在直流用电和远距离传输场合采用直流供电，从而充分发挥直流供电的优势，节能降耗，在直流供电发生故障时，自动切换至煤矿原有的交流供电模式，保证生产的顺利进行，做到兼顾能耗优化和保障生产用电安全。

发明内容

本发明克服井工煤矿现有交流供配技术存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种井工煤矿交直流混合智能供配电系统及控制方法，以实现地面和井下变电站的协同控制，达到充分消纳可再生能源、降低开采能耗的作用。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种井工煤矿交直流混合智能供配电系统，包括：地面四端口电力电子变压器U1、井下四端口电力电子变压器U2、变压器T3和开关S14；

所述地面四端口电力电子变压器U1的3300V中压交流端口通过开关S1与3300V交流母线连接，10kV中压交流端口通过开关S2与10kV交流母线连接，1500V低压直流端口通过开关S3与1500V直流母线连接，10kV中压直流端口通过开关S4与10kV直流母线连接；

所述井下四端口电力电子变压器U2的3300V中压交流端口通过开关S8与3300V交流母线连接，10kV中压交流端口通过开关S6与10kV交流母线连接，1500V低压直流端口通过开关S7与1500V直流母线连接，10kV中压直流端口通过开关S5与10kV直流母线连接；

所述10kV交流母线通过变压器T3和开关S14与3300V交流母线连接；

所述10kV直流母线通过开关S9与光伏发电系统的DC/DC转换模块连接。

述的一种井工煤矿交直流混合智能供配电系统，还包括两路独立的35kV电网输入，第一路35kV电网输入通过变压器T1和开关S10与10kV交流母线连接，第二路35kV电网输入通过变压器T2和开关S11与备用10kV交流母线连接，10kV交流母线和备用10kV交流母线通过开关S12和开关S13连接。