供电网络作为煤矿发展中的动力支撑，对煤矿的生产及运营有着重要的作用。在高额市场消费的刺激下，煤矿的规模扩张速度较快，而标准化供电网络的建设相对滞后，因此目前多数煤炭企业的供电网络面临着新一轮的改造。
1煤矿供电系统的运营现状
煤矿供电系统的建设与维护是煤炭企业发展中的一个重要问题。煤炭企业也在不断地对自身供电系统进行更新和维护。当前，就煤炭企业的供电系统而言，从用电负荷的角度区分，主要存在着三种不同的用电负荷，也因此将其分为了三个不同的等级。其中，矿用一级负荷主要是用来保障煤矿的基础用电设备的运转，一般包括煤矿的通风设备、提升设备、井下供电以及矿井当中抽放瓦斯的设备等。矿用二级负荷主要包括生产过程中的常规动力及照明设备、矿用充电设备、机车设备等。矿用三级负荷主要供应矿用一级负荷和矿用二级负荷之外的其他设备。不同的负荷等级承担着不同的供电任务，其目标是共同保证煤矿用电的安全和高效，当前，煤矿对供电系统的常规改造已接近尾声。供电系统的性能及安全性得到了大幅度的提升，基本可以满足煤矿的用电需求。但不可忽视的是，煤矿有着极大的复杂性，用电的过程当中，因系统过载等问题而诱发的用电事故时有发生。同时，供电系统的运营成本也相对较为高昂。因此，对常规供电系统的进一步改造成为需继续提升的问题。智能化电网系统，让煤矿系统的安全问题看到了新的曙光。
2电网智能化技术的发展及其在煤矿运用的价值
电网智能化供电系统主要是指以计算机和通信技术、控制技术为依托，采用低碳、环保的智能化控制设备，来自动完成供电系统内的信息采集、测量、控制、保护及监测等，同时支持在计算机系统的介入，对于电网的分级决策和智能调节。电网智能系统是供电系统发展的趋势，在现阶段得到较好的应用。当前的智能电网系统主要是针对供电系统中的输送和安全保障系统上的研发和应用，通过设备化的改造辅以全方位的用电检测来达成对供电系统立体管控、安全运维的目的。电网的智能化系统之于煤炭企业的供电系统有着较大的应用空间，能够为煤炭的供电系统带来质的升级，能够有效地提升供电系统的性能，降低设备的用电损耗，减少用电安全事故的发生。在前期的探索当中，已有一大批的智能化设备应用到煤矿的供电系统当中，如GIS、断路器及智能变压器等，这些设备有效地提升了供电系统的效能。但也需要清晰地看到，因相对于庞大的煤矿供电系统，这些智能化的设备只占到了其中很小的一部分，无法支撑起煤矿供电系统的智能化探索。这就要求在智能化用电设备层面要加大设备的投入即技术的引进力度，以智能化的改造为新的起点，打造煤矿供电系统2.0。
3煤矿供电系统中的电网智能化应用
3.1优化网架结构，实现负荷转供
煤矿供电系统的网架结构在整个供电系统当中有着重要的作用，是整个系统运用的支撑。因此，网架结构的稳定性也直接决定了煤矿供电系统的整体稳定性。在智能化电网供电系统的改造过程当中，要以网架结构的优化为基础，对供电系统的位置、规模、线路布局及接线方式进行微调，以更好地为智能化电网设备的接入和运行服务。在网架结构优化的过程当中，也要针对性地实施对故障定位的隔离，通过在供电系统当中安装SCADA设备以达成对故障的处置。该项设备具有开关通信功能，可远程实现开关的控制动作，同时SCADA设备还具有对故障线路的侦测能力。系统运行的过程当中，可以通过与GIS系统的配合，实现煤矿供电线路故障点的处置，为矿用线路的故障隔离和恢复提供精准的信息。这一系统在前期的实践当中展现出了较好的性能，能够依托系统收集的信息，并对供电系统中的故障进行实时地分析和诊断，同时迅速提供可以优选的解决方案。这一系统还能够满足供电系统拓扑约束和容量约束以及电压质量的要求下，实现最优方案的推送。
3.2利用智能终端，实现差动保护
阶段式电流保护是当前煤矿供电系统当中常见的一种供电保护方式，这一方式是对电力电流幅值增大而做出了瞬间反应，迅速地断开电路以达到保护的目的。阶段式电流保护具有在可靠性、安全性等方面的突出优势，同时这一保护方式因结构简单而更加易于维护。在前期的运行当中也发现，阶段式电流保护在运行的过程当中也存在着一定的不足，这种电流保护方式容易受到整体运行方式的影响而导致性能发挥上出现问题，同时这一系统运行的过程当中，对于电流的整体值及整体时间的确定上难度较大，往往因为精度不够导致功能失效。因此，对于阶段式电流保护要实现在智控方面的突破，才能够满足煤矿供电系统的发展。在这一过程当中，差动保护装置实现了对阶段式电流保护装置的替代。相对于后者而言，前者主要是利用供电线路的通信通道来实现供电系统保护装置的连接，并通过对两端装置的流量的对比，来确定煤矿供电线路的故障是出现在本线路或其他线路。这种方式相对于传统的阶段式电流波保护而言，具有着较高的选择性，能够在精准判断的基础上合理达成断路这一功能。
3.3全景化监测数据平台的建立
智能化技术的应用，还能够实现煤矿系统的全景化数据监测和处理平台的建立，这对于原有的PDＲ功能是重要的提升。改建后的系统将实现SCADA在系统的数据记录、回访及展现功能上的更大优化。新的数据架构之下，电网运行数据被记录在了SCADA的系统内部原件，可根据电网采集点的数据而产生信息文件，并通过专用网络上传至系统服务器上。上传后的数据，可在系统服务器的支撑下实现对数据的回放或展现。在数据回放的过程当中，是利用全景化的数据文件，通过系统设备将整个煤矿供电系统的运行数据进行加载。在加载完成之后，应用系统菜单来实现对供电系统当中设备状态的侦测及隐患线路的排查。系统展现部分，也就是全景式数据平台的人机管理和交互部分。在系统平台内会将采集到的数据以图表等方式进行全景化的展现，以更好地实现分析和对比。当前对这一结构的布局当中，所采用的是分布式结构，能够在一定程度上降低建设成本。同时这一系统在当前也展现出了较好的稳定性，能够完成长达数周或数月的持续服务。
4结语
当前，智能化电网供电系统在煤矿的应用主要成果体现在两个层面，一是对于断路器及智能变压器等智能化设备的使用，依托初步建成的管理网络，实现设备管理效能的提升；二是采用智能化电网供电系统的整体解决方式，实现向智能化层面的全面升级。对于多数煤炭企业而言，由第一层向第二层过渡，还需在设备、技术及人才的大规模投入后方可完成。
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