.jpg?imageView2/1/format/webp)
Кейс-стади проекта | 10 кВ | 5 МВт / 10,3 МВт·ч | Хранилище энергии в добыче
Надёжная электроэнергия необходима для безопасной работы угольных шахт. Вентиляция, дренаж, подъём и системы контроля безопасности зависят от стабильного электроснабжения. Даже шахты, оснащённые двухконтурными сетевыми подключениями, могут столкнуться с серьёзными эксплуатационными рисками, если сбой верхней сети одновременно прерывает оба источника питания.
Для усиления аварийного электроснабжения компания FGI (WindSun Science & Technology Co., Ltd.) внедрила в эксплуатацию высоковольтную каскадную систему аккумуляторного хранения энергии на 10 кВ мощностью 5 МВт / 10,3 МВт·ч на угольной шахте Чжифэншань в Хуайжэне, провинция Шаньси, Китай.
Проект предусматривает дополнительный уровень защиты электропитания для критически важных шахтных нагрузок, одновременно позволяя той же системе хранения энергии поддерживать распределённую солнечную фотоэлектрическую установку мощностью 10 МВт. Операционная стратегия проста: аварийное питание стоит на первом месте, а экономия энергии обеспечивает дополнительную ценность при условии эксплуатации.
Объединяя высоковольтное преобразование электроэнергии, аккумуляторное хранение и интеллектуальный мониторинг, проект демонстрирует, как система хранения энергии для майнинга может повысить устойчивость источников электроэнергии и одновременно поддерживать более эффективное управление энергией.
Применение:Аварийное электроснабжение угольной шахты
Местоположение:Угольная шахта Чжифэншань, Хуайжэнь, Шаньси, Китай
Системное напряжение:10 кВ
Номинальная мощность:5 МВт
Ёмкость энергии батареи:10,3 МВт·ч
Технология аккумуляторов:Литий-железофосфат (LFP)
Интеграция возобновляемой энергетики:Распределённая солнечная фотоэлектрическая энергия мощностью 10 МВт
Основные технологии:Высоковольтное каскадное преобразование мощности
Дополнительная функция:Пиковое бритье и оптимизация энергозатрат с учётом аварийных резервов
Отключение электроэнергии в подземной шахте может одновременно повлиять на несколько критически важных систем безопасности. Основные вентиляционные вентиляторы, дренажные насосы, подъемное оборудование и системы мониторинга безопасности должны оставаться доступными или восстанавливаться в установленные сроки реагирования на чрезвычайные ситуации.
Блок питания с двумя цепями обеспечивает важный уровень защиты. Однако одновременная потеря обоих внешних источников, вызванная отказом верхней сети, всё равно может привести к серьёзной чрезвычайной ситуации.
Для угольной шахты Чжифэншань целью было создать дополнительный источник энергии, способный поддерживать критически важные защитные нагрузки при полном внешнем отключении электроэнергии.
FGI разработала систему с учётом реальных требований к нагрузке мины, характеристикам запуска оборудования и аварийных условий эксплуатации. Вместо того чтобы рассматривать накопление энергии как традиционную установку с пиковым бритьем, проект ставит аварийное питание в центр проектирования системы.
FGI разработала систему с учётом критического профиля нагрузки мины и требований к аварийной непрерывности электроснабжения.
По оценке нагрузки проекта, обозначенные критические безопасные нагрузки шахты составляют примерно2 686 кВт, охватывая мониторинг безопасности и аварийное освещение, основные системы вентиляции и дренажа. Система была спроектирована так, чтобы поддерживать эти нагрузки не менее двух часов после перебоя электроэнергии.
Система сочетает в себе систему высоковольтного преобразования мощности (PCS) мощностью 5 МВт с аккумуляторной системой литиево-железо-фосфатного аккумулятора мощностью 10,3 МВт·ч.
Мощность обеспечивает мощность для удовлетворения начальных требований критически важного оборудования, а ёмкость аккумулятора рассчитана на поддержание необходимого аварийного периода работы после учёта потерь при преобразовании и планируемой глубины разряда.
Система напрямую подключается к 10-кВ шине шахты через высоковольтное распределительное оборудование, что устраняет необходимость в дополнительном трансформаторе повышения между PCS и шахтной шиной. Это снижает этапы переоборудования и сопутствующие требования к оборудованию.
Полученная конфигурация объединяет высоковольтное преобразование питания, хранение батарей, защиту и мониторинг в скоординированное решение для аварийного питания.
Система использует каскадную топологию преобразования мощности на H-образном мосте для прямого подключения системы хранения энергии к сети 10 кВ.
За счёт отсутствия отдельного ступенчатого трансформатора с частотой мощности, конфигурация снижает промежуточные ступени преобразования и поддерживает более компактную архитектуру системы. Это особенно важно на промышленных объектах, где необходимо учитывать совместное пространство для установки, интеграцию электроснабжения и доступ к обслуживанию.
Система хранения энергии разработана для быстрого реагирования на перебои с питанием и поддержки работы с черным запуском при соответствующих условиях системы.
В отличие от обычных резервных генераторов, требующих механического запуска и стабилизации, аккумуляторное хранение энергии может быстро реагировать за счёт электронного преобразования силы. С соответствующими органами управления, переключательными системами и последовательностью нагрузок система может создать независимый источник питания для заданных критических нагрузок.
Для угольной шахты эта возможность помогает поддерживать восстановление необходимого оборудования и поддержание критически важных функций безопасности во время внешнего отключения электроэнергии.
Система поддерживает работу вне сети и может обеспечивать регулирование напряжения и частоты для подключённых нагрузок, в зависимости от установленной стратегии управления и условий работы системы.
Эта возможность важна, когда внешняя сеть недоступна, и шахта вынуждена полагаться на независимый источник питания для обеспечения назначенного оборудования.
Модульная конструкция позволяет настраивать блоки преобразования энергии и аккумуляторные кластеры в соответствии с требованиями проекта.
По мере изменения производственной мощности шахты или электрической нагрузки архитектура системы может поддерживать планирование и расширение мощностей в будущем с учётом оценки оборудования и общего электрического проектирования.
Интегрированные функции мониторинга и защиты поддерживают сбор операционных данных, мониторинг состояния оборудования, диагностику неисправностей и оповещения о состоянии.
Операторы могут контролировать работу системы из центрального пункта управления и эффективнее реагировать на аномальные условия. Удалённый мониторинг также поддерживает ежедневное управление системой хранения и помогает снизить необходимость в регулярных осмотрах на месте.
Проект сочетает аварийную защиту электроснабжения с дополнительной функцией управления энергопотреблением.
Помимо своей основной аварийной функции питания, аккумуляторная система мощностью 10,3 МВт·ч работает сРаспределённая солнечная фотоэлектрическая установка мощностью 10 МВтдля улучшения использования локально произведённой электроэнергии.
Согласно утверждённой схеме самопотребления, солнечная энергия отдаётся приоритетом для использования на территории в светлое время суток. Избыточная электроэнергия может храниться в аккумуляторной системе через соединение 10 кВ, при этом накопленная энергия разряжается в подходящее время для снижения потребления сети в пиковые периоды.
Такая скоординированная операционная стратегия может помочь шахте:
Увеличение потребления солнечной электроэнергии на месте
Сокращать закупки электроэнергии в выбранные периоды пиковых цен
Улучшить использование распределённой генерации фотоэлектрических систем
Снижение общих затрат на электроэнергию с учётом применимой тарифной структуры и условий эксплуатации
Лучше использовать установленный ресурс хранения энергии вне аварийных периодов ожидания
Экономичная эксплуатация аварийной системы хранения энергии не должна нарушать её основную функцию безопасности.
В этом проекте требования к аварийным резервам имеют приоритет над рутинной оптимизацией энергии. Зарядка, разрядка и планирование питания должны координироваться с требуемым уровнем заряда, доступной ёмкостью аккумулятора, схемами реагирования на чрезвычайные ситуации и ограничениями работы.
Такой подход позволяет системе обеспечивать потенциальную экономию энергозатрат, сохраняя при этом роль дополнительного уровня аварийной электрозащиты.
Система добавляет аварийный источник питания на основе хранения энергии к существующей системе двухконтурного питания. Он предназначен для поддержки критически важных нагрузок во время серьёзных внешних перебоев, что помогает повысить оперативную устойчивость и возможности реагирования на чрезвычайные ситуации.
Координируя аккумуляторное хранение с распределёнными солнечными фотоэлектрическими тарифами и тарифами на электроэнергию по времени использования, шахта может более стратегически использовать накопленную энергию. Это создаёт возможность снизить затраты на электроэнергию и одновременно улучшить использование возобновляемой энергии.
Фактическая экономия зависит от тарифных условий, доступности системы, графиков эксплуатации и мощности, которые должны оставаться зарезервированными для чрезвычайных ситуаций.
Проект демонстрирует, как высоковольтное каскадное аккумуляторное накопление энергии может служить как критически важным для безопасности применением, так и более широкой стратегией управления энергией.
Для шахт, рассматривающих экстренное обновление электроснабжения, сочетание резервного обеспечения критической нагрузки и интеграции возобновляемых источников энергии служит практическим ориентиром для оценки систем хранения, учитывающих как операционную устойчивость, так и энергоэффективность.
FGI имеет более трёх десятилетий опыта в области силовой электроники и промышленного преобразования энергии. Её технологии высоковольтного каскадного накопления энергии охватывают приложения на 6 кВ, 10 кВ и 35 кВ.
Аварийные решения FGI для хранения энергии также были внедрены в других угольных шахтах Китая, включая Синлунчжуан, Наньтун, Тиннань и Ваньфу. Эти приложения дают опыт адаптации технологий высоковольтного хранения энергии к требовательным требованиям горнодобывающих энергетических систем.
Проект Zhifenshan расширяет этот опыт применения через конфигурацию 10 кВ, 5 МВт / 10,3 МВт·ч, сочетающую аварийное питание с управлением солнечной фотоэлектрической энергией.
Проект угольной шахты Чжифэншань иллюстрирует практический подход к улучшению аварийного электроснабжения с помощью высоковольтного каскадного аккумуляторного накопления энергии.
С системой преобразования мощности 5 МВт, ёмкостью аккумулятора LFP мощностью 10,3 МВт·ч, прямым подключением к шахтной шине напряжением 10 кВ и скоординированной работе с распределённой солнечной фотоэлектрической системой 10 МВт, установка направлена на две важные задачи:защита критически важных минных нагрузок во время внешних отключений электроэнергии и создание возможностей для более эффективного использования энергии в нормальной эксплуатации.
Для угольных шахт, стремящихся усилить аварийную электрозащиту, одновременно повышая энергоэффективность и использование возобновляемой энергии, FGI предоставляет специализированные решения для силовой электроники и хранения энергии, адаптированные к промышленным эксплуатационным требованиям.
Ищете систему хранения энергии высокого напряжения для добычи аварийного источника питания? Свяжитесь с FGI, чтобы обсудить критические нагрузки вашей шахты, условия сетки и требования к проекту.
