[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

说明书

一种露天矿分布式新能源供能系统，包括：清洁能源发电系统，分布式储能系统以及车载电池能量回收系统，本发明还提供了其配置方法，通过计算电池能量回收系数、单位运距下的综合电耗、单台纯电动卡车的日充电需求、矿区年负载耗电量；可进一步计算得到光伏组件的布设面积和分布式储能系统装机容量。本发明可提高露天矿生产的能源利用效率，保证矿区供电系统的稳定性。

技术领域

本发明属于露天矿生产开采技术领域，同时属于分布式能源应用领域，特别涉及一种露天矿分布式新能源供能系统及其配置方法。

背景技术

通过降低露天矿山运输环节的碳排放，构建清洁能源的开采运输方式，将有利于矿山生态的可持续发展。近年来，纯电动卡车由于传动效率高、运输过程清洁低碳等优点，已经逐渐应用于矿山运输中。在露天矿建设新能源充电站，可以为纯电动卡车提供动力来源。但是充电站一般具有用电量大、负载波动大等特点，因此，可以通过配置供能系统稳定电网供电，实现停电等紧急情况下的应急供电。露天矿区具有丰富的太阳能、风能等清洁能源，如何有效地利用这些可再生能源为矿区生产服务，目前仍没有可行的技术方案。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种露天矿分布式新能源供能系统及其配置方法，以提高露天矿生产的能源利用效率，保证矿区供电系统的稳定性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种露天矿分布式新能源供能系统，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。

本发明还提供了所述露天矿分布式新能源供能系统的配置方法，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。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明利用露天矿区丰富的太阳能资源，设计了清洁能源发电系统进行发电，作为矿区电网的补充性能源，有效解决了矿区生产供能的可靠性和稳定性，为矿山纯电动卡车提供了新的供能方式。