地下工程按照不同的防护分区设置电源。在四个防护分区设置分布式电源结构图,地下工程中用电设备分布相对分散。通常每一个防护分区都有其特定功能,包括通风照明、指挥通信、给排水、空调系统等。
每个独立的新能源电站保证这一分区所有用电设施的供电,这种分布式结构简单可行,供电可靠性高,可以减少电缆的长度,因此能够降低线路损耗。
在地下工程中,不论是PEMFC还是液流电池,其存储的能量总是有限的,应用基于新型储氢材料(如金属氢化物、有机液体、碳基材料等)的新型储氢技术,可以提高燃料电池的工作效率和安全性,通过增加储液罐的数量和体积或者提高储液罐的离子浓度来增加液流电池的容量,采用超级电容对供电系统进行能量补偿,可以提高供电系统的稳定性和电能质量。
地下工程毕竟空间大小有限,采用分布式供电系统可以充分利用这些电能。因此按防护分区设置分布式电源结构非常适合地下工程这种特殊的供电体系。
3 地下工程中直流微网供电结构
为新能源供电系统的整体结构,考虑到平战结合,平时用电网中的电通过整流把交流电转换为直流电输送到直流母线上,满足日常维护保养、通风照明等设备的用电,同时可以给液流电池、锂电池、超级电容充电。
战时当大电网瘫痪时,关断大电网与系统的开关,启动燃料电池和液流电池作为系统的主发电机,超级电容、锂电池作为储能元件对电网进行补偿以及对多余能量的存储,燃料电池发出的电需要通过DC/DC进行稳压连接到母线上,储能元件既要充电也要放电,采用双向DC/DC变换器将其连接到母线上。
系统中负载既有直流负载也有交流负载,通过DC/DC变换将母线电压转换为直流负载需要的电压等级,并通过DC/AC将直流电逆变为交流220V电压供给交流负载。
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