[发明专利]锂电池电力推进内河运煤船运营模式设计方法

权利要求书

1.一种锂电池电力推进内河运煤船运营模式设计方法，其特征在于，包括：

对适用于锂电池电力推进运煤船的航线进行优选；

对锂电池电力推进运煤船沿线的充电站点进行设计；

基于充电站点进行运营方案设计；

所述对适用于锂电池电力推进运煤船的航线进行优选，包括

收集企业内河流域火电厂运送燃煤的所有水上航线的航道、船舶、航行时间、运煤装载点信息；以动力系统适装性为目标，构建不同航线锂电池电力推进运煤船综合电力系统的重量模型和体积模型；以每条航线上典型运煤船的船舶信息、航行时间信息为基础，得到锂电池电力推进运煤船除电池外的综合电力系统配置方案；通过航速与推进功率间的经验计算公式得到典型航速下的锂电池电力推进运煤船电池输出功率，在考虑航行时间、电池冗余设计情况下，得到电池容量；基于所述电池容量和除电池外的综合电力系统配置方案，得到含电池的综合电力系统配置方案，将机械推进运煤船与锂电池电力推进运煤船的动力系统适装性进行比较，若锂电池电力推进运煤船的动力系统体积上可实现与现有机械推进系统原位替换，增加的重量属于船舶可承载重量范围内，且碳排放量低，则判断该航线为适用于锂电池电力推进运煤船的航线；所述企业为能源企业；

所述对锂电池电力推进运煤船沿线的充电站点进行设计，包括

收集适用于锂电池电力推进运煤船的航线上包括本企业发电站、仓储物流基地、分公司的本企业关联单位信息，并将本企业关联单位信息分别归类为发电型站点和用电型站点；若航线中存在发电型站点，则对发电型站点设计大功率充电设备，若航线中没有发电型站点，但有本企业下属的用电型站点，则根据用电型站点位置、大功率充电设备建设所需协调的供电、审批、码头建设内容进行综合权衡，确定站点设计方案；对于发电型站点，除了其在卸煤电厂外，在航线上的其他任何位置都布置大功率充电设备；对于用电型站点，则根据站点位置、建设充电站复杂度考虑是否配置大功率充电设备及确定其配置规模；

所述基于充电站点进行运营模式设计，包括

收集所述航线年运煤量、单艘锂电池电力推进运煤船装载量、充电站点充电设备功率与数量、充电站点位置、船舶电池容量、电能剩余量信息；在满足内河火电厂燃煤供能力基础上，以减少锂电池电力推进运煤船一次性配置的储能容量、提高船舶运行灵活性为目标，构建该企业在该航线的燃煤运营方案。

2.根据权利要求1所述的锂电池电力推进内河运煤船运营模式设计方法，其特征在于：用于分析、计算和对比的所述企业内河流域火电厂运送燃煤的所有水上航线航道、船舶、航行时间、运煤装载点信息均是根据目前与锂电池电力推进运煤船同类型的机械式推进船舶长时间统计得到。

3.根据权利要求1所述的锂电池电力推进内河运煤船运营模式设计方法，其特征在于，所述航速与推进功率间的经验计算公式为：

式中，为航速V₁时的推进功率，为最大航速V_max时的推进功率，k为经验系数。

4.根据权利要求1所述的锂电池电力推进内河运煤船运营模式设计方法，其特征在于，所述电池容量通过以下公式计算得到：

式中，为全航程的平均航行时间，为航速V₁时的推进功率，为航速V₁时的推进分系统效率，P_cload为锂电池电力推进运煤船航行时的平均日用功率，η_network为日用电网效率，η_dcdc为电池输出变流器效率，DoD_battery为船用锂电池通常放电深度。

5.根据权利要求1所述的锂电池电力推进内河运煤船运营模式设计方法，其特征在于，所述含电池的综合电力系统配置方案中所含配置包括电池组、电池组输出变流器、直流配电板、逆变电源、推进变频器、推进电机。