CN102261054A - 以风光互补发供电的气动盾形闸门系统 - Google Patents

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杨光
夏富军
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Abstract

本发明公开了一种以风光互补发供电的气动盾形闸门系统，包括闸门单元、气动动力单元、发供电单元；闸门单元由并联设置的多个气动盾形闸门、和用于控制所述多个气动盾形闸门启闭的气动控制阀组、以及控制所述气动控制阀组动作的PLC控制器组成；气动动力单元由至少两个并联的储气罐和至少两台并联的空压机构成，空压机出气口通过前滤清器、空气干燥机、后滤清器相汇合后通过出气单向阀与储气罐和气动控制阀组的进气口相连通；发供电单元包括风力发电机、太阳能电池板、风光互补控制器、逆变器。本发明优点在于对无供电的边远和偏僻山区建设拦河水闸工程而设计，利用风能和太阳能在时间上和地域上互补性强的特点，提高系统运行的稳定性。

Description

以风光互补发供电的气动盾形闸门系统
技术领域
本发明涉及气动盾形闸门，尤其是涉及以风光互补发供电的气动盾形闸门系统。
背景技术
水利关系国计民生，其战略地位日益重要。尤其是目前重点实施的农村河道综合整治，发展农村水电，兴建中小型水利设施等工程建设。但是，由于有些边远地区和山区电网还未架设，因此，在拦河水闸工程建设时必须要解决闸门启闭时的电力问题，同时还要考虑当洪水暴发泄洪时而无电力的极端情况也能开闸泄洪，以保证人民生命财产安全。上述问题的存在，是本领域技术人员一直研究的课题，但还未见诸有关报道。
发明内容
本发明目的在于提供一种投资成本相对较低、运行安全可靠的以风光互补发供电的气动盾形闸门系统。
为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：
本发明所述以风光互补发供电的气动盾形闸门系统，它包括闸门单元、气动动力单元、发供电单元；所述闸门单元由并联设置的多个气动盾形闸门、和用于控制所述多个气动盾形闸门启闭的气动控制阀组、以及控制所述气动控制阀组动作的PLC控制器组成；所述气动动力单元由至少两个并联设置的储气罐和至少两台并联设置的空压机构成，所述每台空压机的出气口分别通过前滤清器、空气干燥机、后滤清器相汇合后，通过出气单向阀与每个储气罐和闸门单元中的气动控制阀组的进气口相连通；所述发供电单元包括风力发电机、太阳能电池板、风光互补控制器、逆变器，所述风力发电机、太阳能电池板的电源输出端通过风光互补控制器与蓄电池充电端连接，所述蓄电池电源输出端通过风光互补控制器分别与所述逆变器电源输入端、闸门单元中的PLC控制器电源输入端电连接。
所述逆变器通过软启动器为空压机供电。
在所述风光互补控制器输出端电连接有泄荷单元和/或并网逆变器。
本发明优点就在于针对无供电的边远山区和偏僻山区建设拦河水闸工程而设计，具体体现在以下几方面：
1、风能和太阳能属于可再生性能源，低碳、环保，无污染，采用风光互补发电系统不但提供电源，而且还达到节能减排的目的；
2、充分利用了风能和太阳能在时间上和地域上互补性强的特点，提高系统运行的稳定性；
3、风光互补发电系统供电的气动盾形闸门适用范围广，无论是城市，还是农场、偏远地区；无论是联网还是离网；
4、风力发电系统和太阳能发电统共用一组蓄电池组和逆变器，减少了蓄电池的用量；降低了风光互补发电系统的造价；
5、适应环境强，根据气动盾形闸门在工程中运行工况、设备功率需求和现场环境条件对风力发电机和太阳能电池板进行灵活组合配置，达到满足气动盾形闸门功率需求前提下，设备的经济性最佳，实现降低建设成本目的；
6、与采用电网供电方式相比采用风电互补发电方式供电对气动盾形闸门可靠性无影响，即使在风力发电机不能发电、太阳能电池板损坏、供电部分元器件损坏等各种极端不利条件下，也可通过人工手动打开气动盾形闸门的截止阀排气促使闸门倒伏，确保行洪安全；
7、采用两台或三台压缩机供气而非常规的一台压缩机供气的配置，即使在风光互补发电系统无法满负荷供电的条件下，也可启动部分压缩机工作，使气动盾形闸门慢速运行；
8、两台以上储气罐的配置，使得在整定系统压力基础上，通过增大储气罐的容积蓄积更多的能量、补充泄漏的空气，减少空压机的启动频率；减少风光互补发电系统蓄电池的数量，降低整套设备的投资和运行成本；
9、软启动器实现平滑启动，降低启动电流，避免启动过流跳闸。待电机达到额定转数时，启动过程结束，软启动器自动用旁路接触器取代已完成任务的晶闸管，为电动机正常运转提供额定电压，以降低晶闸管的热损耗，延长软启动器的使用寿命，提高其工作效率。软启动器同时还提供软停车功能，软停车与软启动过程相反，电压逐渐降低，转数逐渐下降到零，避免自由停车引起的转矩冲击。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，本发明所述的以风光互补发供电的气动盾形闸门系统，它包括闸门单元1、气动动力单元2、发供电单元3；所述闸门单元1由并联设置的多个气动盾形闸门4、和用于所述多个气动盾形闸门4启闭的气动控制阀组、以及控制所述气动控制阀组动作的PLC控制器组成；所述气动动力单元2由至少两个并联设置的储气罐和至少两台并联设置的空压机构成，所述每台空压机的出气口分别通过前滤清器、空气干燥机、后滤清器相汇合后，通过出气单向阀与每个储气罐和闸门单元1中的气动控制阀组的进气口相连通；所述发供电单元3包括风力发电机5、太阳能电池板6、逆变器，软启动器，所述风力发电机5、太阳能电池板6的电源输出端通过风光互补控制器与蓄电池充电端电连接，所述蓄电池电源输出端通过风光互补控制器分别与所述逆变器电源输入端、闸门单元1中的PLC控制器电源输入端电连接；逆变器电源输出端通过软启动器与气动动力单元2的空压机电源输入端电连接。为防止蓄电池过冲电和保护逆变器正常工作，以及考虑以后发展有可能并网输送电能，在所述风光互补控制器输出端电连接有泄荷单元和并网逆变器。

Claims (2)

1.一种以风光互补发供电的气动盾形闸门系统，它包括闸门单元（1）、气动动力单元（2）、发供电单元（3）；其特征在于：所述闸门单元（1）由并联设置的多个气动盾形闸门（4）、和用于所述多个气动盾形闸门（4）启闭的气动控制阀组、以及控制所述气动控制阀组动作的PLC控制器组成；所述气动动力单元（2）由至少两个并联设置的储气罐和至少两台并联设置的空压机构成，所述每台空压机的出气口分别通过前滤清器、空气干燥机、后滤清器相汇合后，通过出气单向阀与每个储气罐和闸门单元（1）中的气动控制阀组的进气口相连通；所述发供电单元（3）包括风力发电机（5）、太阳能电池板（6）、逆变器，所述风力发电机（5）、太阳能电池板（6）的电源输出端通过风光互补控制器与蓄电池充电端电连接，所述蓄电池电源输出端通过风光互补控制器分别与所述逆变器电源输入端、闸门单元（1）中的PLC控制器电源输入端电连接。
2.根据权利要求1所述以风光互补发供电的气动盾形闸门系统，其特征在于：在所述风光互补控制器输出端电连接有泄荷单元和/或并网逆变器；在所述逆变器输出端电连接有软启动器。
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