煤矿安全生产对供电连续性要求极高;主通风、主排水、瓦斯抽采与安全监控等关键系统一旦失电——可能导致井下风险迅速扩大——甚至引发严重事故。长期以来,部分矿山应急供电主要依赖传统柴油发电机组或低压不间断电源,普遍存启动慢、维护成本高、并网与切换能力不足等问题,难以满足复杂工况下对“快速、稳定、可持续”保安供电的要求。电网故障或极端天气等突发情况下如何守住“供电生命线”,已成为矿山提升安全水平的一项关键任务。 ,山西和顺天池能源煤矿近日投运10kV-6.5MW/6.7MWh高压级联储能式应急电源系统,并一次并网成功,成为山西省首台成功投运的同类高压级联储能应急电源系统。该系统布置于北风井区域,直接接入区域变电所10kV母线。当煤矿双回路电源断电时,系统可快速切换至离网应急供电,以毫秒级响应为关键负荷提供电力支撑。 从保障对象看,该系统面向煤矿一级保安负荷,覆盖2台主通风机、1台主排水泵、行人斜井架空乘人装置、地面瓦斯低负压抽采系统以及部分地面安全监控系统等。上述设备直接关系井下通风排险、排水防涝、瓦斯治理和人员运输安全,是煤矿安全运行的关键环节。应急电源投运后,外部电网发生突发故障时,矿井关键设施可获得更稳定的备用电力来源,从源头减少停电对安全生产的影响。 为何选择高压级联储能技术路线?业内人士表示,一上,煤矿负荷等级高、供电链路长,传统低压侧方案往往需要多级变换与较复杂的接线,系统损耗与故障点随之增加;另一方面,矿井应急电源不仅要“供得上”,更要“切得快、供得稳、管得住”。高压级联储能将储能装置直接接入10kV侧,减少中间环节,有助于提升供电可靠性与响应速度,更贴合矿山对高可靠快速切换的实际需求。 系统设计上,此项目采用非步入式集装箱一体化方案,将PCS、BMS、EMS、电池、消防、温控、监控、照明等集成同舱布置,使安装与接线更简化,有利于缩短建设周期、降低现场施工复杂度。在安全控制上,系统采用电池簇单簇运行模式,避免簇间环流;簇内由BMS实施电压均衡控制,簇间由PCS进行电压均衡控制,形成“一簇一管理”的精细化策略,并配置单元冗余以提升整体可靠性。运行效率上,系统拓扑结构不设置变压器,连接电缆数量相对减少,输出波形质量较高。据介绍,相较传统技术路线整体效率可提升约3%,为长期节能与运维优化留出空间。 值得关注的是,储能应急电源并非只在事故状态下“待命”。在电网正常运行时,系统还可参与电力市场运行,通过峰谷价差等方式提升设备利用率,为企业带来一定运行收益,实现安全保障与经济效益的兼顾。随着我国新型储能政策体系逐步完善,储能在电力系统调节、应急保障与新能源消纳中的作用愈发突出。将新型储能技术引入煤矿保安供电体系,不仅反映了矿山安全治理方式的升级,也为高耗能行业提升用能韧性提供了可复制的路径。 从影响看,此次投运填补了山西地区高压级联储能应急电源应用空白,为当地煤矿应急供电能力建设提供了可借鉴的工程样板。对企业而言,毫秒级切换能力有助于显著压缩关键系统失电窗口,提升矿区应对突发灾害和风险的能力;对行业而言,若该方案在更多矿山场景中验证成熟,将推动煤矿应急供电从“能发电”向“可快速无缝保供、可智能管理”升级。 下一步,业内普遍认为,应在确保安全合规的前提下,深入完善储能应急电源在矿山场景的标准体系与运维规范,加强与矿井供配电、监测监控、瓦斯治理等系统的联动,开展极端工况下的多场景演练与寿命评估。同时,可探索将应急保安、电能质量治理与电力市场服务结合,推动储能资产在“保安全”和“提效率”之间实现更优配置。
从被动应急到主动防御,从天池煤矿的试点到更大范围的推广,这项技术为矿山安全供电提供了新的思路和标准。在能源转型与数字化加速推进的背景下,此实践表明:提升传统产业安全与韧性,既需要关键技术的突破,也需要更高效的成果转化机制。山西已迈出重要一步,其示范价值有望在更大范围内落地。