煤矿直流微电网控制与协调动态优化策略研究

辛岳芃，王 征

(1.河南理工大学 电气工程与自动化学院，河南 焦作 454000； 2.郑州大学 电气工程学院，河南 郑州 450001)

随着近年国家对智能矿山建设的推进，供电系统的安全可靠性对于煤炭企业显得愈发重要。煤炭企业也逐渐将重心倾向于分布式电源(Distributed Generation，DG)供电系统的改良。2020年9月，能源开发商EDL公司在西澳大利亚州Agnew金矿部署了一个澳大利亚规模最大微电网，这个微电网以混合部署可再生能源(风能和太阳能)为基础，并配备天然气发电设施和柴油发电机作为备用电源。该微电网的总装机容量为56 MW，其中包括装机容量为13 MW的电池储能系统。我国煤矿存在不同程度的煤层气资源。将煤层气发电与光伏和风能发电相结合，成为多电源互补的煤矿直流微电网具有充分的条件和明显的优势。

1 煤矿供电现状

煤矿工作环境中往往含有诸多大功率用电设备，煤矿的安全生产与人身安全问题往往取决于供电系统是否安全可靠。

在《煤矿安全规程》中第四百三十六条规定 “ 矿井应该有两回路电源线路。当任一回路发生故障停止供电时，另一回路应当担负矿井全部用电负荷”。 但随着煤矿生产规模的不断扩大，工作面不断延伸，供电接线距离不断加长，导致供电成本高，线路损耗大，而电压跌落却更为严重；各种冲击性和非线性设备大量增加，大量变频设备的投入使用，对电网造成严重的谐波污染[1]；采用无功补偿装置电容器组可以提高功率因数，加大电能的利用率起到节能作用，然而电容器在节能的同时，其他设备产生的谐波可能会造成电容器过流，使煤矿感性机电设备与电容器造成并联谐振或串联谐振，将谐波进一步放大。……