礦井提升機(jī)罐籠自發(fā)電與能量回收系統(tǒng)研究.pdf

1、礦井提升機(jī)罐籠是礦山作業(yè)的重要設(shè)備,主要起著輸送人員和物資的作用。礦井提升機(jī)罐籠由于處于煤礦易燃易爆的特殊工作環(huán)境中,且上下運(yùn)行距離較長(zhǎng)(井道一般在500～2000m),國(guó)內(nèi)外均很難通過(guò)隨行電纜方式對(duì)其進(jìn)行電能供給,其內(nèi)部負(fù)載如罐簾門、阻車器等均需手動(dòng)操作,而且也無(wú)法實(shí)現(xiàn)日常照明、通訊、報(bào)警等功能,自動(dòng)化程度比較低,人員和物資進(jìn)出效率低,且存在一定的人為安全隱患。
　　基于這種現(xiàn)狀,在現(xiàn)場(chǎng)考察并充分了解礦井提升機(jī)罐籠運(yùn)行特性的前提

2、下,發(fā)現(xiàn)礦井罐籠頻繁在井道中上下運(yùn)行,且循環(huán)周期比較短,加之本身重量比較大,蘊(yùn)藏著比較可觀的能量。為此從罐籠自身入手,通過(guò)自發(fā)電來(lái)滿足能量需求。同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)電能及時(shí)有效存儲(chǔ),選用超級(jí)電容與蓄電池相結(jié)合的混合儲(chǔ)能系統(tǒng),從而實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)。
　　針對(duì)系統(tǒng)控制策略,提出了一種基于電池荷電狀態(tài)SOC的混合儲(chǔ)能控制策略。即在儲(chǔ)能系統(tǒng)電量允許范圍內(nèi),根據(jù)礦井罐籠負(fù)載實(shí)時(shí)功率幅頻特性,利用高通濾波法對(duì)儲(chǔ)能單元進(jìn)行功率分配,同時(shí)為了優(yōu)化能量管理,增

3、加了根據(jù)超級(jí)電容荷電狀態(tài)來(lái)實(shí)時(shí)改變?yōu)V波時(shí)間常數(shù)的管理方法,并通過(guò)雙向DC/DC變換器實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能單元的充放電。整個(gè)控制策略在充分發(fā)揮超級(jí)電容特點(diǎn)同時(shí),很大程度上減少了礦井罐籠負(fù)載功率波動(dòng)對(duì)蓄電池的沖擊,延長(zhǎng)了其使用壽命,達(dá)到了“削峰填谷”的目的,很好地提高了混合儲(chǔ)能單元對(duì)負(fù)載功率的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。
　　利用Matlab工具對(duì)系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案進(jìn)行模型搭建和參數(shù)設(shè)定,并進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果表明,該方案能夠根據(jù)罐籠負(fù)載的實(shí)時(shí)電能需要,合理地分配礦