[摘 要]“雙碳”背景下，打造安全高效的高滲透率新能源“能源互聯(lián)網(wǎng)”解決方案，是構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)的第一要?jiǎng)?wù)。內(nèi)蒙古電投能源股份有限公司礦山供電公司結(jié)合企業(yè)礦山卡車油改電實(shí)際，創(chuàng)新開展了基于源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同的分布式智能電網(wǎng)能量管理與集群控制技術(shù)研究及應(yīng)用，通過(guò)將礦山能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與露天煤礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展相結(jié)合，構(gòu)建源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同優(yōu)化的分布式智能電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)和安全高效的分散式模塊化儲(chǔ)能支撐系統(tǒng)，在實(shí)現(xiàn)礦山電卡用電全面綠色化的同時(shí)，為其他企業(yè)降低用能成本、減碳降碳提供了行之有效的解決方案。

[關(guān)鍵詞]“雙碳”目標(biāo)；礦山能源互聯(lián)網(wǎng)；分布式智能電網(wǎng)；源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同

一、前言

2020年9月22日，習(xí)近平主席在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上宣布，中國(guó)力爭(zhēng)在2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)。“雙碳”目標(biāo)的提出，是我國(guó)基于推動(dòng)構(gòu)建人類命運(yùn)共同體的責(zé)任擔(dān)當(dāng)和實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求而作出的重大戰(zhàn)略決策，展示了我國(guó)為應(yīng)對(duì)全球氣候變化作出的新努力和新貢獻(xiàn)，體現(xiàn)了對(duì)多邊主義的堅(jiān)定支持，為國(guó)際社會(huì)全面有效落實(shí)《巴黎協(xié)定》注入強(qiáng)大動(dòng)力，重振全球氣候行動(dòng)的信心與希望，彰顯了中國(guó)積極應(yīng)對(duì)氣候變化、走綠色低碳發(fā)展道路、推動(dòng)全人類共同發(fā)展的堅(jiān)定決心。

在這一背景下，2021年3月，中央財(cái)經(jīng)委員會(huì)第九次會(huì)議提出“要構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系，深化電力體制改革，構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”。

打造安全高效的高滲透率新能源的能源互聯(lián)網(wǎng)解決方案，是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的第一要?jiǎng)?wù)。目前，圍繞能源互聯(lián)網(wǎng)的理論研究眾多，但是落地的具有實(shí)用價(jià)值的案例還很少。

為貫徹落實(shí)國(guó)家碳達(dá)峰碳中和戰(zhàn)略部署，內(nèi)蒙古電投能源股份有限公司礦山供電公司深入開展、高位推進(jìn)基于源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同的分布式智能電網(wǎng)能量管理

與集群控制技術(shù)的研究及應(yīng)用。通過(guò)將源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)互動(dòng)的能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)與露天煤礦產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，進(jìn)一步提高公司智慧決策、能碳精準(zhǔn)控制的能力；在調(diào)度層面把握和控制電源、電網(wǎng)、負(fù)荷和儲(chǔ)能之間互動(dòng)，提高煤礦產(chǎn)業(yè)區(qū)域綜合能源系統(tǒng)整體的環(huán)保性、安全性和經(jīng)濟(jì)性；開創(chuàng)性地提出通過(guò)建設(shè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同優(yōu)化的分布式智能電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)和安全高效的分散式模塊化儲(chǔ)能支撐系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)綠色電力全面覆蓋礦山電卡用電需求，在解決電源裕量不足問(wèn)題的同時(shí)優(yōu)化產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，推動(dòng)新能源百分百消納。

二、礦山卡車油改電面臨的挑戰(zhàn)分析

以內(nèi)蒙古電投能源股份有限公司露天煤業(yè)公司擁有的霍林河礦區(qū)為例：礦區(qū)分為南礦、北礦、扎礦3個(gè)區(qū)域，煤礦的供電系統(tǒng)主要由蒙東電網(wǎng)、霍林河循環(huán)經(jīng)濟(jì)局域網(wǎng)及露天煤業(yè)200520MW光伏電站以及2臺(tái)總?cè)萘?MW排土場(chǎng)分布式風(fēng)電提供電源。

其中，蒙東電網(wǎng)輸電線路容量共91.4MVA，局域網(wǎng)提供電源容量30MVA，現(xiàn)年總供電量約2.8億kWh。礦山既有最大負(fù)荷已達(dá)105MVA，富余電量為16.4MVA。另外，系統(tǒng)還存在約13%、持續(xù)10～20分鐘短期尖峰負(fù)荷，平均負(fù)荷與最大負(fù)荷差額極大。這就造成了新能源發(fā)電不能得到充分利用，存在棄電現(xiàn)象，電能卡車負(fù)荷綠電供應(yīng)不足問(wèn)題突出。

根據(jù)露天煤業(yè)公司2023- 2025年煤炭板塊運(yùn)輸設(shè)備電能替代規(guī)劃，到2025年計(jì)劃實(shí)現(xiàn)370臺(tái)60噸級(jí)寬體礦卡電能替代，實(shí)現(xiàn)6臺(tái)百噸級(jí)自卸車電能替代，累計(jì)用電量24192萬(wàn)kWh，累計(jì)增加負(fù)荷約32050kW。若各礦運(yùn)輸設(shè)備電能替代規(guī)劃如期實(shí)現(xiàn)，南、北、扎礦換電礦卡累計(jì)用電量將達(dá)到24192萬(wàn)kWh，增加負(fù)荷平均為32MW。

當(dāng)前，礦山供電系統(tǒng)關(guān)鍵聯(lián)絡(luò)線的剩余容量已無(wú)法滿足未來(lái)礦卡充電負(fù)荷迅速增加的需求。國(guó)家電投內(nèi)蒙古公司根據(jù)露天礦山場(chǎng)地開闊，霍林郭勒地區(qū)風(fēng)光資源豐富的特點(diǎn)，提出通過(guò)新能源實(shí)現(xiàn)礦山卡車用能完全綠色替代的目標(biāo)。

未來(lái)，隨著礦卡充電負(fù)荷增大，新能源發(fā)電占比增大，加上源荷的多重不確定性，礦山供電系統(tǒng)的運(yùn)行面臨較大的挑戰(zhàn)。

三、礦山能源互聯(lián)網(wǎng)解決方案

基于源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)調(diào)的智能礦山能源互聯(lián)網(wǎng)能量管理技術(shù)由分布式能源集群與主動(dòng)支撐控制、風(fēng)險(xiǎn)調(diào)度與動(dòng)態(tài)控制技術(shù)、本質(zhì)安全高效靈活的儲(chǔ)能技術(shù)組成。

建立面向礦山充電重卡的充電負(fù)荷激勵(lì)響應(yīng)模型，從柔性負(fù)荷角度展開研究，挖掘礦卡充電柔性負(fù)荷的調(diào)控潛力，為負(fù)荷側(cè)參與全網(wǎng)優(yōu)化調(diào)度提供物理基礎(chǔ)。同時(shí)，結(jié)合分布式新能源、儲(chǔ)能等類型資源接入的特點(diǎn)，在66kV及以下配網(wǎng)側(cè)展開研究，實(shí)現(xiàn)各層級(jí)源網(wǎng)荷儲(chǔ)互動(dòng)的優(yōu)化調(diào)控。

對(duì)于用戶側(cè)，通過(guò)有序充電需求側(cè)響應(yīng)，對(duì)接新能源綠電，降低生產(chǎn)成本。對(duì)于電網(wǎng)側(cè)，通過(guò)對(duì)源側(cè)分布式新能源集群、網(wǎng)側(cè)電儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度，提高新能源消納水平，降低電網(wǎng)運(yùn)行成本，降低大停電事故以及分布式電源連鎖脫網(wǎng)事故發(fā)生的概率，提高供電可靠性，改善供電質(zhì)量。

提出免模型維護(hù)的分布式能源集群自治與主動(dòng)支撐控制技術(shù)，揭示新能源及儲(chǔ)能集群的自治控制與主動(dòng)支撐控制機(jī)理，構(gòu)建模型-數(shù)據(jù)混合驅(qū)動(dòng)的集群控制架構(gòu)，實(shí)現(xiàn)集群穩(wěn)態(tài)響應(yīng)模型和動(dòng)態(tài)響應(yīng)模型的在線估計(jì)，免除成本高昂的頻繁人工模型維護(hù)；提出高效的反饋優(yōu)化和模型預(yù)測(cè)控制方法，實(shí)現(xiàn)集群內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)優(yōu)化并對(duì)外提供一次、二次調(diào)頻輔助服務(wù)；并可在一定程度上抑制光伏發(fā)電所存在的高頻波動(dòng)現(xiàn)象，平滑分布式電源的輸出，增加對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行的可控性，間接延長(zhǎng)了儲(chǔ)能裝置的使用壽命。（如圖1所示）

針對(duì)源荷多重不確定性，在調(diào)度方面，考慮源網(wǎng)荷儲(chǔ)各類設(shè)備的運(yùn)行約束，研究風(fēng)險(xiǎn)量化的日前概率調(diào)度模型；研究自適應(yīng)隨機(jī)魯棒概率調(diào)度技術(shù)和滾動(dòng)調(diào)度策略的快速方法，對(duì)日前調(diào)度計(jì)劃進(jìn)行滾動(dòng)修正；考慮極端惡劣天氣下多能互補(bǔ)系統(tǒng)源荷匹配難度大的場(chǎng)景，研究隨機(jī)量可優(yōu)化的棄電概率調(diào)度模型，研究極惡劣天氣下的有序棄電/切負(fù)荷邊界。

針對(duì)礦區(qū)電網(wǎng)環(huán)境復(fù)雜、模型參數(shù)多變需頻繁人工維護(hù)的現(xiàn)實(shí)難題，基于魯棒回歸方法和非線性稀疏矩陣估計(jì)方法，研究集群穩(wěn)態(tài)響應(yīng)模型和動(dòng)態(tài)響應(yīng)模型的在線估計(jì)，通過(guò)在線數(shù)據(jù)和粗糙模型實(shí)時(shí)獲得最新的高置信響應(yīng)模型。進(jìn)一步研究高效的反饋優(yōu)化和模型預(yù)測(cè)控制方法，根據(jù)最新的高置信響應(yīng)模型對(duì)集群內(nèi)部運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化，并根據(jù)電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線平衡需求實(shí)時(shí)給出快速有功調(diào)節(jié)指令，挖掘儲(chǔ)能、用電負(fù)荷和新能源的調(diào)節(jié)潛力，提供容量需求控制、功率平衡輔助服務(wù)。

為了解決電源容量缺口問(wèn)題，提出通過(guò)靈活高效的分散式模塊化級(jí)聯(lián)多電平高壓直掛儲(chǔ)能系統(tǒng)，削除大量快速的負(fù)荷尖峰，彌補(bǔ)新能源波動(dòng)可能對(duì)供電系統(tǒng)的影響。由于負(fù)荷尖峰持續(xù)時(shí)間短、變化快速，因此系統(tǒng)配置了滿足2C電流0.5小時(shí)快速充放的儲(chǔ)能系統(tǒng)。

為了解決儲(chǔ)能系統(tǒng)安全性問(wèn)題，同時(shí)針對(duì)霍林郭勒地區(qū)冬季溫度低（低溫可達(dá)- 30℃左右）、為吸收負(fù)荷尖峰需要每日多次充放電的應(yīng)用場(chǎng)景，儲(chǔ)能電池選用高安全性的鈦酸鋰電池，該電池經(jīng)針刺、切割、鉆探、過(guò)充、過(guò)放、燃燒等測(cè)試不起火、不爆炸，安全性極高，電池最低充放電溫度可達(dá)- 40℃，循環(huán)壽命可達(dá)25000次，貼合項(xiàng)目的應(yīng)用環(huán)境。

四、霍林河露天煤業(yè)公司礦山能源互聯(lián)網(wǎng)方案分析

（一）供電瓶頸分析

按照礦山規(guī)劃，為了滿足礦卡的充電需求，共需要建設(shè)19座充電站，充電站最大充電負(fù)荷可達(dá)63MW。蒙東電網(wǎng)與循環(huán)經(jīng)濟(jì)局域網(wǎng)提供的電源總?cè)萘繛?21.4MVA，既有礦山最大負(fù)荷為105MVA。因此，可能的最大電源缺口達(dá)46.6MVA。

為了實(shí)現(xiàn)礦卡電動(dòng)化新增電力用能的完全綠色化，擬利用露天煤礦有利的地理?xiàng)l件建設(shè)新能源，通過(guò)新能源輸出相應(yīng)的電能與礦卡用能進(jìn)行平衡，實(shí)現(xiàn)各部分用能的碳中和。通過(guò)對(duì)礦卡和電網(wǎng)電源的時(shí)空分析，可以進(jìn)一步得到實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)所面臨的供電瓶頸位置。

由于扎礦礦卡主要從霍林河循環(huán)經(jīng)濟(jì)局域網(wǎng)取電，而霍林河循環(huán)經(jīng)濟(jì)局域網(wǎng)即將投入運(yùn)行的新能源可以為扎礦礦卡提供相應(yīng)的電力，同時(shí)霍林河循環(huán)經(jīng)濟(jì)局域網(wǎng)發(fā)電機(jī)組有一定的調(diào)節(jié)能力。因此，只需重點(diǎn)分析在露天礦自行開發(fā)新能源對(duì)接南北礦礦卡充電負(fù)荷的解決方案。

根據(jù)規(guī)劃，到2025年南北礦礦卡用電量為1.2096億kWh，最大充電負(fù)荷約33MVA。南北礦分別通過(guò)霍東線和珠南線供電，當(dāng)前霍東線的裕量為10.8MVA；珠南線裕量為9.945MVA。按照規(guī)劃中礦卡充電站的布局，預(yù)計(jì)霍東線需承擔(dān)3～6MVA的充電負(fù)荷，珠南線承擔(dān)最大27MVA的充電負(fù)荷。由此可見(jiàn)，供電瓶頸主要存在于珠南線，其供電容量缺口達(dá)到了 17.055MVA。因此，解決方案在解決南北礦礦卡用能與綠色能源電能平衡的問(wèn)題，需要重點(diǎn)解決珠南線容量缺口的問(wèn)題。

（二）珠南線供電瓶頸的解決方案分析

2022年，在南礦開展了充電礦卡的試運(yùn)行工作，從圖2（b）可以看到，試點(diǎn)充電站的負(fù)荷變化曲線基本與礦山既有負(fù)荷同步變化。如果兩者的高峰點(diǎn)互相疊加，會(huì)導(dǎo)致線路容量缺口問(wèn)題。

因此，本文提出可以通過(guò)建設(shè)分布式智能電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)，提供智能的礦卡充電調(diào)度控制功能（如圖3所示），將充電負(fù)荷的高峰調(diào)整到礦山工作人員交接班期間（該段時(shí)間礦卡處于不工作狀態(tài)，非常適合到充電站充電），如果將2∶00、4∶00、14∶00、18∶00、22∶00幾個(gè)礦山負(fù)荷高峰時(shí)段的充電負(fù)荷從27MVA左右降低到12MVA左右，則可以將珠南線的充電負(fù)荷瓶頸降低15MVA。

由于礦山既有負(fù)荷表現(xiàn)出很大的波動(dòng)特性，波動(dòng)尖峰超過(guò)當(dāng)日最大負(fù)荷的13%，這些短尖峰持續(xù)時(shí)間約為10～20分鐘，完全可以通過(guò)分布式智能電網(wǎng)調(diào)控系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制功能結(jié)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的支撐進(jìn)行削除，則珠南線的礦山負(fù)荷可以從35.755MVA降低5MVA，降低到30.755MVA左右。

綜合以上措施，45.7MVA容量的珠南線的裕量可以達(dá)到45.7MVA-30.755MVA- 12MVA=2.945MVA，珠南線可以安全穩(wěn)定地運(yùn)行。

（三） 綠電對(duì)接南北礦新增充電負(fù)荷的挑戰(zhàn)和解決方案

根據(jù)至2025年的規(guī)劃，南北礦累計(jì)需要實(shí)現(xiàn)160臺(tái)60噸級(jí)寬體礦卡、6臺(tái)百噸級(jí)自卸車油改電，年需電量12096萬(wàn)kWh。為了實(shí)現(xiàn)利用綠色電量供應(yīng)新增礦卡用電量的目標(biāo)，建設(shè)的新能源應(yīng)提供12096萬(wàn)kWh的年發(fā)電量。目前南、北、扎礦區(qū)域具備開發(fā)條件的土地約200公頃，可開發(fā)光伏項(xiàng)目約96MW，風(fēng)電項(xiàng)目約116MW。霍林郭勒地區(qū)光伏利用小時(shí)數(shù)約1600小時(shí)/年，風(fēng)電利用小時(shí)數(shù)約3040小時(shí)/年。目前光伏建設(shè)成本約4500元/kW，風(fēng)電建設(shè)成本約7000元/kW。由于項(xiàng)目所在地風(fēng)電條件相對(duì)光伏條件更好，因此同樣的條件下優(yōu)先選擇風(fēng)電方案進(jìn)行建設(shè)。（如圖4所示）

新增礦卡用電量如果都采用風(fēng)電，按照風(fēng)電3040利用小時(shí)數(shù)，需要安裝40MW風(fēng)電。通過(guò)分析風(fēng)電出力和礦山負(fù)荷的特性，然后在此基礎(chǔ)上分析全部采用風(fēng)電的優(yōu)缺點(diǎn)。（如圖5所示）

從表1中可以看到霍林郭勒地區(qū)春冬季 2、3、4、5、10、11、12月風(fēng)速相對(duì)較大，夏秋季6- 9月份風(fēng)速相對(duì)較小，季節(jié)性規(guī)律顯著，夏天甚至?xí)霈F(xiàn)連續(xù)多天風(fēng)機(jī)停轉(zhuǎn)的情況。從表2可以看到南北礦礦山負(fù)荷總體表現(xiàn)為3- 10月份礦山負(fù)荷總體都在55.9～61.4MVA范圍內(nèi)。與風(fēng)力資源月度曲線對(duì)比可以看到：增加的風(fēng)電綠電供應(yīng)與礦卡充電負(fù)荷以1個(gè)月的時(shí)間尺度來(lái)看，兩者匹配性一般。

由圖4風(fēng)電的日資源曲線來(lái)看，風(fēng)力明顯呈現(xiàn)出中午到傍晚較高、其它時(shí)段較低的特點(diǎn)。圖2（a）的礦山負(fù)荷則呈現(xiàn)8∶00至12∶00時(shí)段負(fù)荷較低，16∶00至24∶00、0∶00至8∶00的兩個(gè)班次負(fù)荷比較高的特點(diǎn)。風(fēng)電綠電供應(yīng)與礦山負(fù)荷的用電存在日間時(shí)段上的不一致，按實(shí)際南北礦的既有負(fù)荷和模擬的優(yōu)化后的充電負(fù)荷與模擬的風(fēng)電出力進(jìn)行對(duì)比，可以得到負(fù)荷與風(fēng)電的平衡分析。（如圖6所示）

從圖中可以看到11：30- 19：30時(shí)間段褐色曲線為正，該部分表明綠電供應(yīng)全部負(fù)荷后還有大量富裕。由于新增風(fēng)電一般為自發(fā)自用，對(duì)于富裕的綠電，要么通過(guò)儲(chǔ)能進(jìn)行吸納，要么廢棄。由上圖可以看到在風(fēng)電充足的日子里，多余時(shí)段的風(fēng)電平均多余出力達(dá)到了8.1MVA，時(shí)間長(zhǎng)達(dá) 8小時(shí)。多余的風(fēng)電如果采用儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行吸收，儲(chǔ)能設(shè)備容量需要達(dá)到64MWh，投資需要上億元。

如果全部采用光伏來(lái)平衡礦卡用電量的需求，按照光伏1600利用小時(shí)數(shù)，需要建設(shè)75.6MW的光伏。全部采用光伏會(huì)存在中午時(shí)段光伏幾乎滿功率輸出，而該時(shí)段負(fù)荷又很小，同樣會(huì)導(dǎo)致多余的光伏出力特別大，時(shí)長(zhǎng)較長(zhǎng)，通過(guò)儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行吸收不經(jīng)濟(jì)。

針對(duì)上述問(wèn)題，提出了采用風(fēng)光組合的模式，一部分綠電通過(guò)風(fēng)電提供，一部分通過(guò)光伏提供，降低風(fēng)光組合的峰值，拓寬綠電輸出的時(shí)長(zhǎng)，從而降低棄風(fēng)棄光的概率。通過(guò)在不同的風(fēng)光出力情況下的綠電與負(fù)荷平衡的分析，可以看到60%的充電電量由風(fēng)電提供、40%由光伏提供的風(fēng)光組合的方式下，綠電出力富裕小于5%，配置少量?jī)?chǔ)能即可降低棄風(fēng)棄光量。采用風(fēng)光組合的方式不僅可以解決日間單一綠電出力和負(fù)荷間功率匹配的巨大矛盾，還能降低天氣變化對(duì)新能源出力的影響。（如圖7所示）

綜上所述，為了支撐南北礦新增礦卡充電負(fù)荷，實(shí)現(xiàn)完全綠電對(duì)接，擬配建風(fēng)光組合的新能源，需要建設(shè)24 MW風(fēng)電、30 MW光伏，即可滿足新能源與新增充電負(fù)荷的電量平衡。

在不考慮風(fēng)光新能源出力的極端情況下，珠南線原有的45.7MVA電源容量，通過(guò)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同的分布式智能電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)控制10.8MW/5.4MWh大功率長(zhǎng)壽命儲(chǔ)能平滑負(fù)荷尖峰，可將現(xiàn)有35.8MVA負(fù)荷降低到30.755MVA以內(nèi)；通過(guò)優(yōu)化調(diào)度礦卡充電負(fù)荷，將負(fù)荷高峰時(shí)的充電負(fù)荷降低到12MVA以內(nèi)，則總的最大負(fù)荷將控制在40MVA以內(nèi)。通過(guò)上述礦山能源互聯(lián)網(wǎng)解決方案，在不考慮擴(kuò)建線路通道或容量的情況下，珠南線仍然可以保有約3MVA的電源裕度。

五、礦山能源互聯(lián)網(wǎng)投資收益分析

以1800kW/850kW儲(chǔ)能為基礎(chǔ)計(jì)算，通過(guò)系統(tǒng)儲(chǔ)能調(diào)節(jié)每年可節(jié)省電量1576.8萬(wàn)kWh，每年可減少電網(wǎng)用電2791.8萬(wàn)kWh；儲(chǔ)能除了消除負(fù)荷尖峰，實(shí)現(xiàn)低谷電價(jià)時(shí)段充電、高峰電價(jià)時(shí)段放電，年收益為18.8萬(wàn)元；降低供電系統(tǒng)整體電源容量需求1800kW，每年可以節(jié)省容量電費(fèi)60.48萬(wàn)元；運(yùn)行壽命周期可以長(zhǎng)達(dá)20年，在其壽命周期內(nèi)項(xiàng)目可以取得收益1586.6萬(wàn)元。

項(xiàng)目建設(shè)并將實(shí)現(xiàn)可觀的降碳、儲(chǔ)能的綜合社會(huì)效益。每年可減少二氧化碳排放量27834.2t，每年節(jié)約標(biāo)煤11278.9t。

六、礦山能源互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展前景分析

礦山能源互聯(lián)網(wǎng)解決方案適合解決礦山、各類工廠或園區(qū)等對(duì)交通用能進(jìn)行電能替代的需求。需求場(chǎng)景為負(fù)荷變化范圍較大，面對(duì)峰值負(fù)荷電網(wǎng)擴(kuò)容代價(jià)大，用戶自身具備新能源發(fā)電條件，能夠通過(guò)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同工作，無(wú)須電網(wǎng)擴(kuò)容，就能實(shí)現(xiàn)削峰填谷和新增用能綠色化，助力“雙碳”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。

數(shù)據(jù)顯示，截至2020年12月，我國(guó)共有露天煤礦376處。其中，中大型露天礦有100多處，各類國(guó)家級(jí)的礦山達(dá)1000多座；工業(yè)園區(qū)達(dá)2萬(wàn)多個(gè)，產(chǎn)值超千億元的園區(qū)有48個(gè)。假設(shè)1000個(gè)規(guī)?；牡V山與園區(qū)推廣應(yīng)用礦山能源互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，每個(gè)項(xiàng)目平均投資3000萬(wàn)元，則整個(gè)市場(chǎng)投資規(guī)?？蛇_(dá)300億元。假設(shè)平均每個(gè)項(xiàng)目年凈收益1000萬(wàn)元，則整個(gè)市場(chǎng)投資收益每年可達(dá)100億元。因此，該解決方案具有很強(qiáng)的推廣復(fù)制價(jià)值。

七、結(jié)語(yǔ)

此應(yīng)用研究創(chuàng)新點(diǎn)在于提出了將露天礦分布式光伏、風(fēng)電、油改電礦卡充電基地和高效儲(chǔ)能結(jié)為一體，構(gòu)建了源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同的分布式智能電網(wǎng)能量管理與集群控制的礦山能源互聯(lián)網(wǎng)，并結(jié)合內(nèi)蒙古電投能源股份有限公司霍林河露天煤業(yè)公司的實(shí)際應(yīng)用場(chǎng)景提出了具體化的實(shí)施方案。

通過(guò)建設(shè)源網(wǎng)荷儲(chǔ)協(xié)同的分布式智能電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)區(qū)域電網(wǎng)自律自治以及與外電網(wǎng)的友好交互，形成電網(wǎng)的智慧型終端，在保障供能安全的前提下提高對(duì)區(qū)域可再生能源的消納能力，推進(jìn)礦區(qū)用能清潔化，推動(dòng)集團(tuán)公司“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，助力社會(huì)節(jié)能減排，具有可復(fù)制可推廣價(jià)值。

同時(shí)，通過(guò)能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與露天煤礦產(chǎn)業(yè)相結(jié)合，突破行業(yè)壁壘，提高礦區(qū)能源運(yùn)行智慧決策、能碳精準(zhǔn)控制的能力，在能量調(diào)度層面把握和控制電源、電網(wǎng)、負(fù)荷和儲(chǔ)能之間的協(xié)調(diào)互動(dòng)，提高煤礦產(chǎn)業(yè)區(qū)域綜合能源系統(tǒng)整體的環(huán)保性、安全性和經(jīng)濟(jì)性，對(duì)集團(tuán)公司建設(shè)智慧礦區(qū)/智慧園區(qū)、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)具有重要的示范意義，其建設(shè)是必要的，也是緊迫的。

本項(xiàng)目建設(shè)目標(biāo)明確，項(xiàng)目以科學(xué)的能耗預(yù)測(cè)為依據(jù)確定建設(shè)內(nèi)容與規(guī)模，所采取的工程建設(shè)技術(shù)先進(jìn)、建設(shè)方案詳實(shí)、清晰，可以解決企業(yè)現(xiàn)有需求，同時(shí)對(duì)企業(yè)未來(lái)發(fā)展具有參考性。

編輯/車玉龍 統(tǒng)籌/李蘇

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