智能电网技术在煤矿电网监控系统中的应用研究

摘要 分析了目前我国煤矿电网监控系统的不足，介绍了智能电网技术及其发展趋势，提出了将智能电网技术应用于煤矿电网监控系统，建立煤矿电网智能化监控决策系统，提高煤矿电网的监控水平。

关键词 煤矿电网；智能电网；智能化；监控；决策

中图分类号TM7文献标识码A文章编号 1674-6708（2011）49-0180-02

1 煤矿电网监控系统现状及不足

目前一些国有大型矿山虽然安装了监控系统，其主要特点是：测控分站的智能化水平进一步提高；具有连接网络功能，系统通信连接功能有了很大的提高；系统普遍采用了Windows操作系统[1]。但随着煤矿生产规模的不断扩大，煤矿监控系统的技术性能仍然不能满足矿井生产系统和生产装备的要求，现有监控系统的功能多集中在对煤矿供电系统的“监视控制”功能方面，井下电网故障后发出故障报警信号，无法在电网故障前即给出预警信号，也无法根据电网各参数预测电网的短期负荷，因此，需要研究与智能系统结合的新型井下监控系统，提前进行电网的负荷控制调整，评价电网运行状态，提前进行故障干预与排除。

近年来，在电力系统中提出了智能电网的概念，因此可以将智能电网及其相应技术应用于煤矿电网的监控系统中，以提高煤矿电网的监控水平。

2智能电网技术及发展前景

智能电网是电网自动化技术的进一步发展和提升，是以传统的电网为平台，以统一的信息平台为纽带，集成现代控制理论、传感技术和信息技术，兼容多种能源，具有自我调节和适应能力的新型电网[2]。

智能电网涵盖以下领域及相关技术[3]：

1）发电领域：主要包括大规模可再生能源、分布式能源、光伏发电等电源的接入和协调运行技术；

2）输电领域：包括大电网规划技术、电力电子技术、输电线路运行维护技术、输电线路状态检修技术和设备全寿命周期管理技术等；

3）调度领域：包括大电网安全稳定分析与控制技术、经济运行技术、综合预警和辅助决策技术、安全防御技术等；

4）变电领域：主要包括变电站信息采集技术、智能传感技术、实时监测与状态诊断技术、自适应保护技术、广域保护技术、智能电力设备技术等；

5）用电领域：主要包括高级量测技术、双向互动营销技术、用户储能技术、用电仿真技术等。

3 二者结合的可能性及优势

煤矿电网工作的环境特殊，现场各参数既有电量又有非电量，各参数变动范围较大，给数据的采集带来了一定的困难；煤矿电网负荷多集中于井下，负荷重且变化快，井下电磁干扰严重由于井下环境复杂，设备工作条件恶劣，存在瓦斯、煤尘等多种易燃易爆气体，而且井下环境潮湿，对设备的绝缘和防爆要求都比一般工厂环境要高；井下空间狭小，通信管网要根据巷道的走向来敷设；井下高压用电设备多，电磁辐射严重，要求所选的通信网络有较强的抗干扰能力。煤矿电网极易发生各种故障，且电网故障的发生多是随机和偶然的。受到生产情况的影响，煤矿电网的负荷及电网结构处于不断的变化中，需要根据电网的实时状态，不断的调整电网结构以便使电网能够适应生产负荷的需要，使得电网能够连续可靠的运行，这就需要建立智能的监控决策系统对电网进行分析调控。因此，为了保证煤矿电网的安全可靠运行，需要以下相关技术支持：1）精确地的测量技术，便于现场实时数据的采集测量；2）准确的通信系统，对现场采集的数据进行传输，同时可以将控制信号传达给各动作设备元件；3）决策调度系统，煤矿电网运行状态处于不断的变化中，决策调度系统对现场采集的各实时数据进行准确的分析判断，判断当前电网运行状态及可能发展趋势，对电网进行相应调整使得电网处于安全正常运行中。

综合以上分析，如果能将智能电网在智能通信、输变电自动化、电网决策预警等技术引入煤矿电网监控系统中，结合煤矿实际生产情况，建立煤矿电网智能化监控决策系统，将可以很好的解决目前煤矿电网监控系统中存在的问题，提高煤矿电网的监控水平。

4 智能化煤矿电网监控决策系统

为了实现煤矿供电的智能化操作控制，煤矿电网监控决策各部分可采用智能电网相关技术支持，如采用智能电网中的智能化测量技术、配电网运行与控制技术、设备状态检修与监测、信息采集技术等，经过适当改进，以便适用于煤矿特殊环境，构建煤矿监控决策系统，系统由4部分组成：智能化终端操作设备，终端数据采集系统，双向数据通信系统，智能化监控决策系统。

采用高性能DSP或ARM构成多CPU现场终端，不仅能够完成现场各个监控参数的采集处理，还能及时将参数数据上传，同时可以就地显示监控参数，修改控制设备设定的参数，完成对所监控的设备元件的本地控制操作功能，还可以接收监控系统发出的遥控信息；嵌入式技术的应用使得现场终端的体积更加小巧，功耗更低，可以方便的安装在工作现场；可以说，未来的现场终端将是一个“小型化、智能化”的监控系统。

5 结论

本文介绍了智能电网的概念及其内容，分析了智能电网的发展前景，结合目前煤矿电网监控中存在的问题，提出了将智能电网技术应用于煤矿电网监控中，建立煤矿电网智能化监控决策系统，并分析了煤矿监控决策系统的结构框架。采用智能电网技术建立的煤矿电网监控决策系统可以更好的对煤矿电网的状态进行监控，提高电网运行可靠行，保证煤矿的安全连续生产。

参考文献

[1]崔景岳，武钦韬，成继勋，等.矿山监控技术[M].北京：煤炭工业出版社，1994，10.

[2]王建华，耿英三，宋政湘.智能电网与智能电器[J].电气技术，2010，8(1-3，20).

[3]国家电网公司.智能电网关键技术研究框架，2009，6.

[4]苏伟平.基于IP的智能电网网络安全体系[J]科技资讯，2010(26).

[5]杨鸿宾.智能电网的信息化体系架构和相关技术研究[J].中国新技术新产品，2010(5).

[6]姜燕军，黄庆，杨海龙，潘磊.智能电网建设的关键技术分析与建议[J].硅谷，2010(13).

[7]张强，张伯明，李鹏.智能电网调度控制架构和概念发展述评[J].电力自动化设备，2010(12).