【技術實現步驟摘要】
本公開涉及供電系統和供電方法，更具體地，涉及一種用于瓦斯安全設備的供電系統及供電方法。
技術介紹
1、在煤礦等礦井的開采過程中，通常會逸出一定量的瓦斯氣體，為了保證井下作業的安全，需要通過瓦斯安全設備將礦井內的瓦斯氣體排放到外部。瓦斯安全設備通常包括瓦斯泵和通風機，它們一般采用市電網絡進行供電。為了保證能夠穩定、持續地為瓦斯安全設備供電，可以采用雙回路分列供電，即，一回路停電后，另一回路能承擔瓦斯安全設備在正常情況下的運行。然而，有些煤礦位于山區，在惡劣氣候或特殊情況下，即使是雙回路供電，也存在雙回路同時停電的情況。此時，由于礦井內的瓦斯安全設備停運，因此會造成礦井內的瓦斯濃度積累、瓦斯濃度超標等安全問題。
2、另外，一些煤礦會配置利用瓦斯氣體發電的瓦斯發電機，這樣可以有效地利用瓦斯氣體。瓦斯發電機產生的電力被輸送到雙回路市電網絡，然后為礦井內的瓦斯安全設備供電。但當市電網絡停電時，瓦斯發電機也會立即停運。
3、雖然在煤礦場發生雙回路市電網絡同時停電現象的可能性較小，但一旦發生，由于礦井瓦斯濃度超標，將會給礦井恢復生產帶來嚴重的安全隱患。
技術實現思路
1、為了解決上述問題，本公開的示例實施例提供了一種用于瓦斯安全設備（例如，礦井瓦斯安全設備）的供電系統。該供電系統利用微電網將瓦斯發電機輸出的電力經過整流、逆變后為礦井內的瓦斯安全設備供電。該供電系統能夠為瓦斯安全設備提供更穩定可靠的供電，確保瓦斯安全設備即使在雙回路市電網絡停電的情況下也能夠正常運行，避免礦
2、本公開的示例實施例還提供了一種用于瓦斯安全設備的供電方法。
3、根據本公開的示例實施例的用于瓦斯安全設備的供電系統包括：瓦斯發電機，被配置為利用由瓦斯安全設備提供的瓦斯發電；以及微電網，電連接在瓦斯發電機與瓦斯安全設備之間，微電網包括：整流單元，經由第一開關元件電連接到瓦斯發電機，并且將來自瓦斯發電機的電力傳輸到第一節點；碳基電容模組，經由第一節點電連接到整流單元，利用來自第一節點的電力為自身充電，或者向第一節點輸出電力；雙向變流單元，包括第一端子和第二端子，第一端子經由第一節點電連接到碳基電容模組和整流單元，第二端子電連接到市電回路；逆變單元，包括輸入端子和輸出端子，輸入端子經由第一節點電連接到碳基電容模組和整流單元，輸出端子經由第二開關元件電連接到瓦斯安全設備，逆變單元與雙向變流單元并聯連接，瓦斯安全設備經由第三開關元件電連接到市電回路。
4、在示例實施例中，當微電網正常工作時，第一開關元件和第二開關元件接通，第三開關元件斷開，并且當微電網停止工作時，第三開關元件接通，第一開關元件和第二開關元件斷開。
5、在示例實施例中，雙向變流單元在微電網正常工作時被配置為：當瓦斯發電機的輸出功率和碳基電容模組的輸出功率之和大于瓦斯安全設備的負荷時，將電力從第一節點輸送到市電回路，當瓦斯發電機的輸出功率和碳基電容模組的輸出功率之和小于瓦斯安全設備的負荷時，將電力從市電回路輸送到第一節點，并且當瓦斯發電機的輸出功率和碳基電容模組的輸出功率之和等于瓦斯安全設備的負荷時，雙向變流單元處于平衡狀態。
6、在示例實施例中，雙向變流單元被配置為在市電回路停止供電時停止運行。
7、在示例實施例中，瓦斯發電機經由第四開關元件直接連接到市電回路。
8、在示例實施例中，第四開關元件被配置為在微電網停止工作時接通。
9、在示例實施例中，第一節點包括直流母排。
10、在示例實施例中，所述供電系統包括多個子供電系統，所述多個子供電系統中的每個均包括瓦斯發電機以及電連接在瓦斯發電機與瓦斯安全設備之間的微電網，并且所述多個子供電系統通過聯絡柜彼此電連接。
11、根據本公開的示例實施例的控制供電系統的方法包括以下步驟：系統啟動步驟：斷開第三開關元件，開啟逆變單元，接通第二開關元件，將存儲在碳基電容模組中的電力輸送至逆變單元，并經由第二開關元件供應給瓦斯安全設備，使得瓦斯安全設備開始運行；開啟瓦斯發電機步驟：使瓦斯發電機利用由瓦斯安全設備提供的瓦斯發電，接通第一開關元件，開啟整流單元，將由瓦斯發電機產生的電力輸送到第一節點；以及系統自動控制步驟：開啟雙向變流單元，根據瓦斯安全設備的負荷、瓦斯發電機的輸出功率和碳基電容模組的輸出功率來調節雙向變流單元中的電流方向，當瓦斯發電機的輸出功率和碳基電容模組的輸出功率之和大于瓦斯安全設備的負荷時，將電力從第一節點輸送到市電回路，當瓦斯發電機的輸出功率和碳基電容模組的輸出功率之和小于瓦斯安全設備的負荷時，將電力從市電回路輸送到第一節點，并且當瓦斯發電機的輸出功率和碳基電容模組的輸出功率之和等于瓦斯安全設備的負荷時，雙向變流單元處于平衡狀態。
12、根據本公開的示例實施例的控制供電系統的方法包括以下步驟：系統啟動步驟：斷開第三開關元件，開啟逆變單元和雙向變流單元，接通第二開關元件，將電力從市電回路經由雙向變流單元、逆變單元和第二開關元件輸送至瓦斯安全設備，使得瓦斯安全設備開始運行；開啟瓦斯發電機步驟：使瓦斯發電機利用由瓦斯安全設備提供的瓦斯發電，接通第一開關元件，開啟整流單元，將由瓦斯發電機產生的電力輸送到第一節點；以及系統自動控制步驟：根據瓦斯安全設備的負荷、瓦斯發電機的輸出功率和碳基電容模組的輸出功率來調節雙向變流單元中的電流方向，當瓦斯發電機的輸出功率和碳基電容模組的輸出功率之和大于瓦斯安全設備的負荷時，將電力從第一節點輸送到市電回路，當瓦斯發電機的輸出功率和碳基電容模組的輸出功率之和小于瓦斯安全設備的負荷時，將電力從市電回路輸送到第一節點，并且當瓦斯發電機的輸出功率和碳基電容模組的輸出功率之和等于瓦斯安全設備的負荷時，雙向變流單元處于平衡狀態。
13、本公開的示例實施例的有益效果包括但不限于：
14、1、可以不使用柴油發電機，利用礦井開采產生的瓦斯氣發電，節約使用成本；
15、2、通過設置微電網，可以實現將瓦斯發電機發電帶載后的余電上網、缺電補電的功能；
16、3、通過設置微電網，可以在市電回路停止供電時確保瓦斯安全設備和瓦斯發電機正常運行；
17、4、在市電回路停止供電時，能夠使得微電網系統與市電回路隔離，避免了微電網內的設備以及瓦斯安全設備在市電回路瞬間被損壞；
18、5、通過對瓦斯發電機輸出功率進行控制，根據實時監測的瓦斯安全設備的負荷大小，通過調整整流單元整流功率和雙向變流單元的功率（充電或者放電功率），使得瓦斯發電機能夠最大限度的發電，并余電上網，對煤礦的瓦斯氣資源進行充分的利用；
19、6、瓦斯發電機在經過整流和逆變后送電上網，能夠顯著降低電力波動和干擾，改善電力輸出特性，提升電能質量，更加符合電網的質量要求，從而有效提高發電效益。
20、7、將碳基電容模組設置到微電網，利用碳基電容功率密度大的特性，在瓦斯安全設備的負荷變化瞬時穩定供電系統的直流電壓。另外，本公開不受上述技本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，所述供電系統包括：
2.根據權利要求1所述的用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，雙向變流單元在微電網正常工作時被配置為：
4.根據權利要求1所述的用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，所述供電系統還可以包括柴油發電機、甲醇發電機、燃氣發電機、太陽能發電機等。
5.根據權利要求1所述的用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，瓦斯發電機經由第四開關元件直接連接到市電回路。
6.根據權利要求1所述的用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，
7.根據權利要求1所述的用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，第一節點包括直流母排。
8.根據權利要求1所述的用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，所述供電系統包括多個子供電系統，
9.一種控制根據權利要求1所述的供電系統的方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：
10.一種控制根據權利要求1所述的供電系統的方法，其特征在
...【技術特征摘要】
1.一種用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，所述供電系統包括：
2.根據權利要求1所述的用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，
3.根據權利要求1所述的用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，雙向變流單元在微電網正常工作時被配置為：
4.根據權利要求1所述的用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，所述供電系統還可以包括柴油發電機、甲醇發電機、燃氣發電機、太陽能發電機等。
5.根據權利要求1所述的用于瓦斯安全設備的供電系統，其特征在于，瓦斯發電機經由第四...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李金龍，李星，鄭役軍，劉鑫，張笑瑜，李小志，駱勁斌，朱興旺，龔樸，魏偉，何騏恒，
申請(專利權)人：太重深圳國際重型裝備技術有限公司，
類型：發明
國別省市：
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