矿井高压电网智能化改造标准的引用

范 征 王彦文

(中国矿业大学机电与信息工程学院(北京)，北京 100083)

矿井高压电网智能化改造标准的引用

范 征 王彦文

(中国矿业大学机电与信息工程学院(北京)，北京 100083)

通过分析煤矿供电面临的问题与需求，依据国家智能电网标准体系、煤矿安全标准及用电特殊需求，提出了煤矿智能电网建设的核心技术及标准，对煤矿企业生产供电建设和现代化改造有较大的参考与实际应用价值。

矿井；高压电网；智能化需求；技术；标准

0 引言

矿井高压电网的安全、可靠运行是煤矿安全生产的重要保障，建设智能化矿井电网可以减少井下生产、维护工作人员的数量，大大提高煤矿生产效率和安全水平。

1 智能电网技术标准研究进展

我国高度重视智能电网的标准化制定工作，2010年，国家智能电网标准化总体工作推进组制定了《智能电网技术标准体系研究及制定规划》；2012年后，国家电网公司出台了一系列完善智能电网发展的政策法规，围绕新能源发电、智能输变电、电动汽车充电设施等不断建立智能电网项目，取得了良好效果。

2 矿井高压电网结构与智能化需求

矿井供电系统通常采用三级供电方式，基本结构是从地面变电站6 kV母线上引出2条高压输电线，通过井筒入井送入井下中央变电所[1]。目前，煤矿井下高压电网问题诸多：安全体系不完善，最为严重的矿井事故——瓦斯及粉尘爆炸，发生原因与井下机电设备检修维护人员的客观工作困难和误操作有密切关系；供电电能质量水平较低，继电保护整定配合、井下电压压降、系统谐波等问题突显，难以满足大功率采煤机组、运输设备以及大量新型电力电子器件的要求；实时监控系统和自动调度系统缺失，保护系统和补偿装置未形成网络，自动化程度不够。

智能电网技术能够很好地解决煤矿井下高压电网目前面临的问题：通过建设矿井电网智能平台，可以形成完善的用户智能服务过程，实现矿井电网数据管理、信息维护监管、电网空间信息以及生产调度集成等功能；大大减少井下人工现场操作、维护时间；通过建设矿井智能电网，可以提高矿井电网电能质量和供电可靠性；通过网络化远程监控及操作，可以提高设备管理、利用效率。

3 核心技术及标准的引用

3.1 煤矿智能变电站建设及标准

煤矿智能变电站技术标准主要涉及变电站设计、建设、调试和运维等方面。煤矿智能变电站在位置、电压等级、系统接线方式、主变容量和布置方式等的选择上可以参考常规变电站国家建设标准，在智能化改造、智能变电站设备和智能变电站自动化系统设计方面可以参考智能电网相关技术标准。本智能变电站系列标准以全站信息数字化、通信平台网络化、信息共享化为基本要求，提出自动信息采集、测控、保护、计量等智能变电站基本功能，并可在满足煤矿生产需要的基础上支持电网实时自动控制、智能调节、智能调度，协同上级电网供电分析决策。

具体如表1所示。

表1 智能变电站核心引用标准

3.2 矿井高压智能电网配电系统及标准

常规的矿井高压电网配电设备除满足电压、容量等基本要求外，还必须符合《煤矿安全规程》的相关条例。矿井高压智能电网配电系统以配电自动化系统为核心，综合利用智能配电设备及多种通信方式，实现矿井高压电网的自动化运行、监控与科学管理。

标准规定了配电自动化系统的体系结构，配电主站、子站及配电远方终端的功能、主要技术指标和要求，实现了配电调度一体化的目标，满足了自组织和无人化自动管理的需求。分布式电源和储能系统的接入，改变了传统发电、用电必须动态平衡的生产方式，实现了电能的合理高效利用，可以提高矿井高压电网的安全、可靠及经济运行水平[2]。

具体如表2所示。

3.3 矿井高压智能电网信息及安全规范

信息技术和电力技术互相渗透，共同支撑起矿井高压智能电网。利用先进的信息技术、通信技术构建实时智能的信息通信系统，支持多领域业务互入，并将为矿井高压智能电网提供“即插即用”的功能拓展。

表2 矿井高压智能电网配电系统核心引用标准

矿井高压智能电网信息系列标准规定了智能电网调度技术支持系统的电网实时数据通信协议、统一模型、系统管理等服务框架标准。在基础平台建设横向上实现各类应用系统一体化互操作运行，纵向上实现上下级系统和数据库间模型、数据、画面等的系统共享。网络及信息安全系列标准涉及煤矿及电力企业信息资产、载体、设备的安全保护[3]。信息安全的目标是对信息化、自动化、互操作等信息技术应用过程中产生的潜在信息安全风险进行有力防护。

具体如表3所示。

表3 矿井高压智能电网信息及安全引用标准

4 结语

矿井高压电网智能化改造引用的标准涵盖了煤矿智能变电站、智能配电系统和系统网络及信息安全3个方面。它的提出为煤矿企业电网智能化改造升级指明了建设方向，标准中变电站无人自动化系统、远程配电系统监控及智能调度技术的采用，提高了矿井高压供电可靠性，降低了电网故障率，缩短了故障恢复时间，减少了井下电气工作人员，提高了煤矿企业能效及收益。

[1]王彦文，高彦.煤矿供电技术[M].徐州：中国矿业大学出版社，2012

[2]刘振亚.智能电网技术[M].北京：中国电力出版社，2010

[3]王雷.智能电网调度技术支持系统的研究与应用[D].北京：华北电力大学，2012

2014-06-18

范征(1989—)，男，山东聊城人，硕士研究生，研究方向：煤矿电力系统自动化。

王彦文(1962—)，男，河北滦南人，教授，博士生导师，研究方向：电力系统微机监控、矿山电气安全。