[发明专利]一种基于纯清洁能源的大型矿山离网型供能系统设计方法

权利要求书

1.一种基于纯清洁能源的大型矿山离网型供能系统设计方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，矿山用电、用热负荷负载情况分析，根据矿山生产规模、采矿方式、采选工艺流程及热负荷需求，分析矿山项目基础负载；

S2，模拟纯清洁能源的大型矿山离网型供能系统技术模型，根据矿山用电负荷情况、发电机组、储能设备及彼此之间的关联性，模拟大型矿山离网型供能平衡系统、电能平衡系统和热能平衡系统；

S3，系统发电特性分析，系统发电特性分析包括光伏发电特性分析、风力发电特性分析、负载与发电曲线相关性分析和储能系统分析；

S4，供能系统技术模型优化及结论，确定了在满足大型矿山离网型供能平衡系统的前提下，设置各单元的装机容量大小，并优化供能系统技术模型。

2.根据权利要求1所述的一种基于纯清洁能源的大型矿山离网型供能系统设计方法，其特征在于，S1中所述的基础负载得出矿山日用电量850MWh、年用电量300GWh、最大总负荷40MW、日不同时段用电负荷小时级特性曲线；根据矿山生活建筑的供暖和热水需求、季节性供暖负荷变化、矿井作业人员工作换班时间引起的热水负荷变化，分析矿区生活建筑的供暖和生活热水的日常负荷需求曲线，得到矿区生活区建筑的冬季供暖需求负荷、全年热水供应需求负荷、冬季典型日的总热需求负荷320MWh。

3.根据权利要求1所述的一种基于纯清洁能源的大型矿山离网型供能系统设计方法，其特征在于，S2中所述的电能平衡系统主要由：供电设备、用电设备、储能设备构成。

4.根据权利要求1所述的一种基于纯清洁能源的大型矿山离网型供能系统设计方法，其特征在于，S2中所述的热能平衡系统主要由：供热设备、用热设备、储热设备构成。

5.根据权利要求1所述的一种基于纯清洁能源的大型矿山离网型供能系统设计方法，其特征在于，S3中所述的光伏发电特性分析，根据矿山所在地光伏电站地理信息系统气象数据，假设采用光伏平单轴跟踪系统，分析光伏电站典型光伏发电功率曲线及光伏发电功率概率曲线、每月日均光伏发电量，并得到最低发电量月份中的日最低发电量3.5kWh/kW·天。

6.根据权利要求1所述的一种基于纯清洁能源的大型矿山离网型供能系统设计方法，其特征在于，S3中所述的风力发电特性分析，根据矿山所在地风机中心轴线高度风速数据，再基于典型涡轮机特性将风速转换为对应发电量后，得到风力发电年出力数据，分析日均风力发电功率曲线及日均风力发电功率概率曲线、每月日均风力发电量，并得到最低发电量月份中的日最低发电量2kWh/kW·天。

7.根据权利要求1所述的一种基于纯清洁能源的大型矿山离网型供能系统设计方法，其特征在于，S3中所述的负载与发电曲线相关性分析，根据矿山用电负荷负载情况和光伏、风电发电特性分析矿山日不同时段用电负荷特性曲线与光伏、风电出力特性曲线的匹配度、负荷曲线与发电曲线最高重合度时光伏与风电容量配比，得出光伏与风电容量比例接近60/40时负载匹配性较好。

8.根据权利要求1所述的一种基于纯清洁能源的大型矿山离网型供能系统设计方法，其特征在于，S3中所述的储能系统分析，系统核心构想是实现一个由可再生能源供给的“孤岛”能源系统，根据矿山周边地理情况现场勘测，设定抽水蓄能电站最大可行性容量900MWh；再根据已知抽水蓄能机组的充、放电能力，功率设定为90MW，根据以上分析绘制不同光伏容量与不同储能容量的能量平衡图。

9.根据权利要求1所述的一种基于纯清洁能源的大型矿山离网型供能系统设计方法，其特征在于，S4所述的供能系统技术模型优化及结论，根据优化后大型矿山离网型供能平衡系统技术模型图中各单元容量，分析系统在此组合下的能量分流图。