煤矿主通风机的应急储能电源投切方法、系统及电子设备与流程

本技术涉及电力控制，具体地涉及一种煤矿主通风机的应急储能电源投切方法、系统及电子设备。

背景技术：

1、现有的煤矿主通风机应急储能电源切换技术大多依赖传统的固定阈值触发和硬切换方式，通常在电网电压跌落至预定值后，启动备用电源切换程序，并依赖开关设备的固有速度直接完成电源转换。

2、然而，这种被动触发机制依赖于电网电压的变化触发切换，其检测与判断过程存在固有的延时，导致切换响应整体滞后，可能造成数十毫秒级的有效供电中断，使得应急电源投入瞬间，其输出电压与旋转电机产生的残压之间存在较大的幅值与相位差异，直接执行硬切换操作会引发显著的瞬态冲击电流，不仅威胁通风机电机的安全，还可能引起煤矿电力供应系统的不稳定。

3、综上，现有技术中存在由于采用被动的固定阈值触发和硬切换方式，导致切换响应滞后，进一步影响煤矿电力供应稳定性的技术问题。

技术实现思路

1、本技术的目的是提供一种煤矿主通风机的应急储能电源投切方法，可以解决现有技术中的煤矿主通风机的应急储能电源切换响应滞后的问题。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种煤矿主通风机的应急储能电源投切方法，该方法包括：

3、获取煤矿主通风机的三相电压数据；

4、根据三相电压数据进行可投切类故障判断，并生成预同步指令；

5、根据预同步指令控制连接器闭合，接入预同步支路，进入切换预备状态，并基于实时电网电压与预设电压阈值的对比执行零冲击切换动作，进行储能电源侧供电；

6、当电网电压恢复至预设标准值时，从储能电源侧供电切换至电网侧供电。

7、在第一方面的一种可能的实施方式中，三相电压数据包括：瞬时值、频率、谐波以及跌落速率；根据三相电压数据进行可投切类故障判断，并生成预同步指令，包括：

8、根据第一判断门限，判断三相电压数据是否满足预设条件；

9、若满足，则触发第二判断门限，根据谐波频谱、电压序分量以及故障特征库对主通风机的故障类型进行判断；

10、若主通风机的故障类型为可投切类故障，则生成预同步指令；

11、其中，预设条件为任一相电压跌落速率大于第一预设阈值，或电压不平衡度增长速率大于第二预设阈值；电压不平衡度增长速率为三相电压有效值之间差异的增大速度，三相电压有效值根据瞬时值计算得到。

12、在第一方面的一种可能的实施方式中，预同步支路包括：h桥逆变器、限流电阻、可控电感以及谐振电容，h桥逆变器、限流电阻、可控电感以及谐振电容串联；

13、预同步支路的一端接至电网侧的主通风机母线，另一端连接至储能电源的直流母线，接入点为故障点的负载侧；

14、切换预备状态满足：储能侧交流电压与电网侧残压的幅值差小于第一预设比值，储能侧交流电压与电网侧残压的相位差小于第二预设比值。

15、在第一方面的一种可能的实施方式中，该方法还包括：

16、以第一占空比驱动h桥逆变器，输出第一初始低频方波，执行软启动预充电；第一占空比小于预设阈值；

17、待软启动预充电结束，h桥逆变器切换为正弦脉宽调制模式，通过获取电网电压的频率与相位，驱动h桥逆变器输出第一正弦电压；第一正弦电压为与电网电压同频且幅值低于电网电压幅值的正弦电压；

18、基于预同步支路进行闭环调整，直至满足切换预备状态。

19、在第一方面的一种可能的实施方式中，基于实时电网电压与预设电压阈值的对比执行零冲击切换动作，进行储能电源侧供电，包括：

20、当实时电网电压跌落至预设电压阈值，且持续时间满足预设时区，生成投切执行指令；预设电压阈值为额定电压的预设百分比；

21、基于投切执行指令执行零冲击切换动作，进行储能电源侧供电。

22、在第一方面的一种可能的实施方式中，零冲击切换动作包括：一步切换和二步切换；

23、其中，一步切换为基于igct固态开关群组瞬时导通的切换动作，二步切换为基于真空接触器预闭合与电流转移的切换动作。

24、在第一方面的一种可能的实施方式中，基于投切执行指令执行零冲击切换动作，进行储能电源侧供电，包括：

25、基于投切执行指令，向igct固态开关群组发出触发脉冲；

26、根据触发脉冲驱动igct固态开关群组闭合，建立储能电源与通风机母线的电气连接；

27、对触发脉冲发出时生成的同步时间戳进行触发，向真空接触器的操作线圈发送合闸命令；合闸命令执行后，igct固态开关群组与真空接触器并联导通；

28、执行igct固态开关群组至真空接触器的负载电流迁移，直至迁移完成，关断igct固态开关群组，切换至储能电源侧供电。

29、在第一方面的一种可能的实施方式中，当电网电压恢复至预设标准值时，从储能电源侧供电切换至电网侧供电，包括：

30、当电网电压恢复至预设标准值，且持续时间满足预设时区，生成恢复投切执行指令；

31、根据恢复投切执行指令触发预同步支路，执行电网电压与主通风机母线电压的同步，进入恢复切换预备状态；

32、在恢复切换预备状态下，对真空接触器进行关断，将负载电流转移回电网侧，从储能电源侧供电切换至电网侧供电。

33、第二方面，本技术实施例提供了一种煤矿主通风机的应急储能电源投切系统，该系统包括：

34、获取模块，用于获取煤矿主通风机的三相电压数据；

35、生成模块，用于根据三相电压数据进行可投切类故障判断，并生成预同步指令；

36、处理模块，用于根据预同步指令控制连接器闭合，接入预同步支路，进入切换预备状态，并基于实时电网电压与预设电压阈值的对比执行零冲击切换动作，进行储能电源侧供电；

37、切换模块，用于当电网电压恢复至预设标准值时，从储能电源侧供电切换至电网侧供电。

38、第三方面，本技术实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述第一方面中的煤矿主通风机的应急储能电源投切方法。

39、第四方面，本技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面中的煤矿主通风机的应急储能电源投切方法。

40、第五方面，本技术实施例提供了一种计算机程序产品，当计算机程序产品在电子设备上运行时，使得电子设备执行上述第一方面中的煤矿主通风机的应急储能电源投切方法。

41、本技术方案首先获取煤矿主通风机的三相电压数据；其次根据三相电压数据进行可投切类故障判断，并生成预同步指令；然后根据预同步指令控制连接器闭合，接入预同步支路，进入切换预备状态，并通过对比实时电网电压与预设电压阈值执行零冲击切换动作，进行储能电源侧供电；最后当电网电压恢复至预设标准值时，从储能电源侧供电切换至电网侧供电。

42、本技术方案不是采用被动的固定阈值触发和硬切换方式，而是通过生成预同步指令，执行零冲击切换动作，进行储能电源的切换，从而能够使煤矿主通风机的应急储能电源切换快速响应，具有较强的易用性与实用性。

43、本技术的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。