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基于模块化储能变流器新型矿用应急电源储能系统在矿井ACS6000 中压变频系统矿井提升机的应用分析
摘要:安居煤矿2.5MW/2.5WMh储能系统储能变流器是鲁发汉星有限公司生产,由于该应急电源系统在安居煤矿应用效果好,故特介绍此应急电源系统。以此作技术交流,共同探讨。安居煤矿ACS6000中压变频系统是瑞典ABB公司生产的基于DTC直接转控制技术,
关键词:2.5MW/2.5WMh储能系统储能变流器;ACS6000中压变频提升机;故障分析;
1引言
矿井应急电源是煤矿安全供电重要设备,是保证矿井外部电源中断后井下人员安全撤离的供电电源。安居煤矿根据安居提升机配置,2021年引进了鲁发汉星有限公司生产的2.5MW/2.5WMh储能系统储能变流器系统。经过近半年的现场实践应用证明,2.5MW/2.5WMh储能系统储能变流器系统相比国内柴油发电系统来说有一定的优越性。
2 2.5MW/2.5WMh储能系统储能变流器系统
2.1设备组成
储能逆变升压一体舱,含4台630kW PCS柜、1台变压器、1台高压柜、配电箱、照明、视频监控和烟感等。如图1所示
储能电池及EMS一体舱,含储能电池组,能量管理系统EMS,应急集成系统等,如图2所示。
2.2系统原理
储能变流器采用功率器件和数字控制技术,通过优化控制性能,提高系统可靠性,适用于不同类型电池组充放电需要,具备双向变流、电池充放电、状态监控和数据通信等多种功能。储能变流器在结构上采用模块化设计,方便安装与维护。如图3所示
3.副井提升机负载情况
1台400kVA辅助变压器,1台500kVA励磁变压器,1台2500kVA整流变压器。
负载启动按照一定顺序,先启动辅助变压器(后端负载为控制系统),再启动励磁变压器(后端负载为整流装置,整流后给电机转子供电),再启动整流变压器(后端整流后再逆变成交流给电机定子供电)。现场大负载是1600kW的电机,上电冲击功率约2200kW,总体负载在市电供电下稳定运行功率约600kW。图4提升机供电供电图。
4.储能系统离网带副井提升机调试
现场离网带载测试时,采用4台PCS离网并机运行方式。使用黑启动技术,模拟电网停电后,储能系统离网带副井提升机。
当外电停电后,副井提升系统辅助变,励磁变开关未断开,PCS舱离网直接黑启动,顺利带载励磁变和辅助变。大约2min后离网黑启动无冲击。继续投入主变,主变投入时较大无功冲击PCS告警过载,系统无宕机,供电稳定。图5投入主变时抗住冲击电流。
查看ACS6000整流设备出现告警,但告警可以复位,复位后继续开启副井提升机。提升机手动开启,从0m降到-978m,然后从-978m升到0m运行正常,储能应急电源电压稳定,运行时无明显冲击电流波动。图6启动提升机时无明显冲击电流.
5.结语
5.1基于模块化储能变流器新型矿用应急电源储能系统可以完美解决矿井停电,5分钟内应急备用电源工作,确保副井提升机可以正常工作2小时。黑启动技术可以有限解决离网带冲击负载问题,确保系统稳定运行。此系统在安居煤矿总体运行良好,给其它矿井提供了借鉴经验。
5.2储能式应急电源在实现应急供电同时,通过人为可控的峰谷充放电,每年可节约电费30万余元。
5.3节能环保,消除柴油应急电源运行时对大气污染。操作简单,实现一键倒换应急电源,减少操作环节。
参考文献
[1] 安居煤矿应急储能项目离网带载测试报告
[2] 田文杰.ACS6000变频器在屯留煤矿提升机的应用[J].煤,2007(7)
作者简介:陆美宁,男,2007年毕业于山东科技大学,现从事煤矿机电工作。