[發明專利]基于變換器的礦用高壓無功補償系統及方法

在審

• 申請號: 202110260586.5
• 申請日: 2021-03-10
• 公開（公告）號: CN112909960A
• 公開（公告）日: 2021-06-04
• 發明（設計）人: 姜建國;宋虎森;楊迪瑞;劉鵬程;王遷;王振環;尹偉;夏委平;古偉;董仕濤;李金華;彭勇
• 申請（專利權）人: 上海交通大學;山西潞安集團司馬煤業有限公司
• 主分類號: H02J3/18
• 分類號: H02J3/18;F01K27/00;F01K11/02;F01D15/10
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 鄔嫡波

本發明提供一種基于變換器的礦用高壓無功補償系統及方法，所述系統包括：發生器用于從余熱源獲取熱能通過所述第一循環工質管道的循環工質傳輸至所述汽輪機；汽輪機用于基于所述第一循環工質管道的循環工質傳輸的熱能將熱能轉換為機械能，以使懸浮永磁發電機發電；所述整流器用于將所述懸浮永磁發電機的電能由交流電轉換為直流電；超級電容的儲能裝置用于存儲電能；變換器用于將所述超級電容的儲能裝置存儲的電能由直流電轉換為交流電。本發明的一種基于變換器的礦用高壓無功補償系統及方法，利用煤礦余熱這一能源，對礦區已有的綠色能源做到充分利用，以環保能源改善電能質量，以電能質量的提高保障更好的利用綠色能源。

技術領域

本發明涉及電能技術領域，特別是涉及一種基于變換器的礦用高壓無功補償系統及方法。

背景技術

隨著社會經濟快速發展我國正積極推進能源生產。為了推進能源變革與綠色發展實現經濟轉型，能源結構的調整，走上環境適宜的低碳經濟發展路徑，可再生能源的開發利用日益受到全社會的重視。而煤礦雖然作為傳統能源行業，但余熱資源相當豐富，包括礦井排水余熱、空氣壓縮機壓縮熱、礦井回風余熱等等，估計余熱可利用資源量達1.5億噸標煤/年。余熱回收單元/熱交換器從熱流中回收熱量，而熱流中具有相對較高的能量含量。礦用高壓無功補償裝置由于其應用場合的特殊性，對于防爆性、安全性、穩定性具有更高的要求。而集成門極換向晶閘管可以承受更高的電壓上升速率并縮短了關斷時間,從而使其可以在更高的頻率下工作，同時，串聯集成門極換向晶閘管具有更高的穩定性、更低的成本，可以應用在高壓礦用無功補償裝置中。并且其與低成本的動態串聯保護模塊并聯而實現多管串聯，大大降低了對單管耐壓的要求，極大的降低了裝置成本。

因此，希望能夠解決如何穩定、低成本地利用煤礦余熱進行發電的問題。

發明內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種基于變換器的礦用高壓無功補償系統及方法，用于解決現有技術中如何穩定、低成本地利用煤礦余熱進行發電的問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本發明提供一種基于變換器的礦用高壓無功補償系統，所述系統包括：發生器、第一循環工質管道、汽輪機、懸浮永磁發電機、整流器、超級電容儲能裝置和變換器；所述第一循環工質管道與所述發生器連接，所述汽輪機與所述第一循環工質管道連接，所述懸浮永磁發電機與所述汽輪機連接，所述懸浮永磁發電機與所述汽輪機連接，所述整流器與所述懸浮永磁發電機連接，所述超級電容儲能裝置與所述整流器連接，所述變換器與所述超級電容儲能裝置連接；所述發生器用于從余熱源獲取熱能通過所述第一循環工質管道的循環工質傳輸至所述汽輪機；所述汽輪機用于基于所述第一循環工質管道的循環工質傳輸的熱能將熱能轉換為機械能，以使所述懸浮永磁發電機發電；所述整流器用于將所述懸浮永磁發電機的電能由交流電轉換為直流電；所述超級電容的儲能裝置用于存儲電能；所述變換器用于將所述超級電容的儲能裝置存儲的電能由直流電轉換為交流。

為實現上述目的，本發明還提供一種基于變換器的礦用高壓無功補償方法，使用以上任意所述的基于變換器的礦用高壓無功補償系統進行基于變換器的礦用高壓無功補償，包括以下步驟：基于所述發生器從余熱源獲取熱能通過所述第一循環工質管道的循環工質傳輸至所述汽輪機；基于所述汽輪機使所述第一循環工質管道的循環工質傳輸的熱能將熱能轉換為機械能，以使所述懸浮永磁發電機發電；基于所述整流器將所述懸浮永磁發電機的電能由交流電轉換為直流電；基于所述超級電容的儲能裝置存儲電能；基于所述變換器將所述超級電容的儲能裝置存儲的電能由直流電轉換為交流電。

如上所述，本發明的一種基于變換器的礦用高壓無功補償系統及方法，具有以下有益效果：利用煤礦余熱這一能源，對礦區已有的綠色能源做到充分利用，以環保能源改善電能質量，以電能質量的提高保障更好的利用綠色能源。

附圖說明

圖1a顯示為本發明的基于變換器的礦用高壓無功補償系統于一實施例中的結構示意圖；

圖1b顯示為本發明的基于變換器的礦用高壓無功補償系統于一實施例中的變換器的結構示意圖；