[发明专利]一种露天矿分布式新能源供能系统及其配置方法

权利要求书

1.一种露天矿分布式新能源供能系统，其特征在于，包括：

清洁能源发电系统，包括光伏组件、直流配电柜和并网逆变器；所述直流配电柜接收所述光伏组件的电能，所述直流配电柜通过所述并网逆变器接入电网的交流配电柜以向电网回馈电能；

分布式储能系统，包括储能电池、储能变流器以及电池管理系统，所述储能电池接所述直流配电柜获取电能并进行存储；

车载电池能量回收系统，包括车辆充电站、卡车储蓄电池、电机驱动系统、馈能控制系统和充电系统；所述车辆充电站以所述交流配电柜为主要电源，所述储能电池通过储能变流器接所述车辆充电站作为其备用能源；所述车辆充电站用于向所述卡车储蓄电池充电；所述车载电池能量回收系统通过馈能控制系统将纯电动卡车运输过程中由刹车制动、下坡滑行以及摩擦所产生的能量进行收集，经过充电系统将回收的能量存储到卡车储蓄电池中。

2.权利要求1所述露天矿分布式新能源供能系统的配置方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，根据纯电动卡车的机电参数、有效载重以及道路平均坡度，在运距确定的情况下，计算单台纯电动卡车的能量回收情况，得到电池能量回收系数；

步骤2：根据纯电动卡车运距和电池能量回收系数，计算纯电动卡车单位运距下的综合电耗，即每公里综合电耗；

步骤3：根据单台纯电动卡车的日平均运距、综合电耗、车载电池SOC系数，计算单台纯电动卡车的日充电需求；所述车载电池SOC系数指电池的荷电状态，即电池中剩余电能的可用状态，所述日平均运距指根据矿区日生产任务量计算得到的单日内的平均运输距离；

步骤4：根据纯电动卡车的日充电需求、数量、日平均运距、综合电耗、年均工作日，计算矿区年负载耗电量；

步骤5：根据矿区年负载耗电量、当地太阳光年总辐射能、光伏组件转换效率，计算光伏组件的布设面积；

步骤6：根据纯电动卡车的日充电需求、数量、分布式储能系统效率，计算分布式储能系统装机容量。

3.根据权利要求2所述露天矿分布式新能源供能系统的配置方法，其特征在于，所述步骤1，电池能量回收系数计算如下：

R＝E_r/E

式中，R表示电池能量回收系数，E表示纯电动卡车回收能量前消耗的电能，E_r表示回收的能量：

E_r＝E_e-E_f

E_e表示下坡过程中消耗的重力势能：

E_e＝G×H

G表示纯电动卡车的有效载重，H表示斜坡段的高差；

E_f表示阻力消耗的能量：

E_f＝G×L×(ωcosθ+μ)+C×L×S×V²/21.15

L表示纯电动卡车的实际运输距离，ω为道路的滚动阻力系数；θ为斜坡路段的坡度角；μ是坡度阻力系数，μ＝cosθ，C是空气阻力系数，S表示纯电动卡车迎风面积，V表示纯电动卡车平均行驶速度。

4.根据权利要求3所述露天矿分布式新能源供能系统的配置方法，其特征在于，所述步骤2，纯电动卡车单位运距下的综合电耗计算如下：

e＝E_s/d

式中，e表示纯电动卡车单位运距下的综合电耗，d表示实际运距，E_s表示实际消耗电能，E_s＝E×(1-R)。

5.根据权利要求4所述露天矿分布式新能源供能系统的配置方法，其特征在于，步骤3，单台纯电动卡车的日充电需求计算如下：

E_d＝S_d×e×SOC

式中，E_d表示单台纯电动卡车的日充电需求，S_d表示日平均运距，e表示纯电动卡车综合电耗，SOC表示车载电池SOC系数：

SOC＝E_remain/E_rated×100％

式中，E_remain表示电池当前储存的电量，E_rated表示电池额定总电量。