CN103840550A - 一种布设于隧道洞内的风力发电及供配电系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种布设于隧道洞内的风力发电及供配电系统，包括沿所施工隧道的延伸方向布设在隧道洞内的多个风力发电装置、对多个所述风力发电装置进行控制的上位监控器和与上位监控器相接的无线通信模块二；风力发电装置包括控制器、竖向支架、发电机、充电器、电压互感器一、DC/DC转换电路一、蓄电池、交流逆变器、电压互感器二、电量检测单元和无线通信模块一；所施工隧道的内侧壁上设置有与蓄电池相接的直流电源插座和与交流逆变器相接的交流电源插座。本发明设计合理、安装布设方便且使用操作简便、使用效果好，能将隧道通风中的风能转换为电能进行有效利用，且能为隧道内各用电设备提供多个直流插口与交流插口。

Description

一种布设于隧道洞内的风力发电及供配电系统

技术领域

本发明涉及一种风力发电及供配电系统，尤其是涉及一种布设于隧道洞内的风力发电及供配电系统。

背景技术

风是一种潜力很大的新能源，从经济合理的角度出发，风速大于4m/s时便适宜发电。据测定，一台55千瓦的风力发电机组，当风速为6m/s时，输出功率为16千瓦；当风速为5m/s时，输出功率为9.5千瓦，因而风力愈大，经济效益也愈大。

隧道施工中通风的作用是从洞外向洞内输送足够的新鲜空气，排出洞内爆破和运输产生的炮烟和有害气体，以最终保证洞内作业人员和机械对新鲜空气的需要，使洞内空气达到国家和行业规定的标准。在长大隧道施工中通风效果的好坏，直接影响到工程的进度和作业人员的身体健康。目前，国内外隧道施工通风大多采用管道压入式的通风方式，在洞口外设置轴流风机，该轴流风机通过与其相连的通风管道即柔性风管将新鲜空气送至隧道掘进工作面，洞内的污浊空气在送入洞内新鲜空气的挤压作用下，沿已开挖好的洞身排至洞外。在隧道较长时，采用多个轴流风机并、串联的方式以提高风量和送风距离。实际进行隧道通风时，一般要求洞内的风速不小于0.25m/s，且不大于6m/s。因而，若能对隧道通风中的风能进行有效利用，则经济效益将非常显著。综上，现如今缺少一种结构简单、布设安装方便且使用效果好、经济效益高的风力发电及供配电系统，其能将隧道通风中的风能转换为电能进行有效利用，并且所发电量较大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种布设于隧道洞内的风力发电及供配电系统，其设计合理、安装布设方便且使用操作简便、使用效果好，能将隧道通风中的风能转换为电能进行有效利用，且能为隧道内各用电设备提供多个直流插口与交流插口。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种布设于隧道洞内的风力发电及供配电系统，其特征在于：包括沿所施工隧道的延伸方向布设在隧道洞内的多个风力发电装置、对多个所述风力发电装置进行控制的上位监控器和与上位监控器相接的无线通信模块二；所述风力发电装置包括控制器、竖向支架、安装在所述竖向支架顶部的风轮和将所述风轮的动能转换为电能的发电机、对发电机所输出电流进行整流的充电器、对充电器所输出电压进行检测的电压互感器一、与充电器相接且对充电器的充电电压进行转换的DC/DC转换电路一、与DC/DC转换电路相接的蓄电池、与蓄电池相接的交流逆变器、对蓄电池所输出电压进行实时检测的电压互感器二、对蓄电池内所存储电量进行实时检测的电量检测单元和与控制器相接的无线通信模块一，所述电压互感器一和电压互感器二均与A/D转换电路相接且A/D转换电路与控制器相接，所述电量检测单元与控制器相接；所述蓄电池通过与DC/DC转换电路三与控制器相接；所施工隧道的内侧壁上设置有通过供电线路一与蓄电池相接的直流电源插座，且所述供电线路一上接有对蓄电池所输出的电压进行转换的DC/DC转换电路二；所述直流电源插座的数量为一个或多个；所施工隧道的内侧壁上设置有通过供电线路一与交流逆变器相接的交流电源插座；所述交流电源插座的数量为一个或多个；所述控制器通过无线通信模块一和无线通信模块二与上位监控器进行双向通信。

上述一种布设于隧道洞内的风力发电及供配电系统，其特征是：所述上位监控器为PC机，所述控制器为ARM微处理器。

上述一种布设于隧道洞内的风力发电及供配电系统，其特征是：还包括由隧道管理人员手持的手持式通信终端，所述手持式通信终端通过无线通信模块一与控制器进行双向通信。

本发明与现有技术相比具有以下优点：

1、结构简单且投入成本低，安装布设简便。

2、电路设计合理，电路简单且接线方便。

3、使用操作简便且智能化程度高。

4、使用效果好且实用价值高，其能将隧道通风中的风能转换为电能进行有效利用，并且所发电量较大，能为隧道内各用电设备提供多个直流插口与交流插口。

综上所述，本发明设计合理、安装布设方便且使用操作简便、使用效果好，能将隧道通风中的风能转换为电能进行有效利用，且能为隧道内各用电设备提供多个直流插口与交流插口。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本发明的电路原理框图。

附图标记说明:

1—上位监控器；        2—风力发电装置；    2-1—发电机；

2-2—充电器；          2-3—电压互感器一；  2-4—DC/DC转换电路一；

2-5—蓄电池；          2-6—交流逆变器；    2-7—控制器；

2-8—无线通信模块一；                       2-9—电压互感器二；

2-10—电量检测单元；   2-11—A/D转换电路；  3—直流电源插座；

4—DC/DC转换电路二；                        5—交流电源插座；

6—无线通信模块二；    7—手持式通信终端；  8—DC/DC转换电路三。

具体实施方式

如图1所示，本发明包括沿所施工隧道的延伸方向布设在隧道洞内的多个风力发电装置2、对多个所述风力发电装置2进行控制的上位监控器1和与上位监控器1相接的无线通信模块二6；所述风力发电装置2包括控制器2-7、竖向支架、安装在所述竖向支架顶部的风轮和将所述风轮的动能转换为电能的发电机2-1、对发电机2-1所输出电流进行整流的充电器2-2、对充电器2-2所输出电压进行检测的电压互感器一2-3、与充电器2-2相接且对充电器2-2的充电电压进行转换的DC/DC转换电路一2-4、与DC/DC转换电路2-4相接的蓄电池2-5、与蓄电池2-5相接的交流逆变器2-6、对蓄电池2-5所输出电压进行实时检测的电压互感器二2-9、对蓄电池2-5内所存储电量进行实时检测的电量检测单2-10和与控制器2-7相接的无线通信模块一2-8，所述电压互感器一2-3和电压互感器二2-9均与A/D转换电路2-11相接且A/D转换电路2-11与控制器2-7相接，所述电量检测单元2-10与控制器2-7相接。所述蓄电池2-5通过与DC/DC转换电路三8与控制器2-7相接。所施工隧道的内侧壁上设置有通过供电线路一与蓄电池2-5相接的直流电源插座3，且所述供电线路一上接有对蓄电池2-5所输出的电压进行转换的DC/DC转换电路二4；所述直流电源插座3的数量为一个或多个。所施工隧道的内侧壁上设置有通过供电线路一与交流逆变器2-6相接的交流电源插座5。所述交流电源插座5的数量为一个或多个。所述控制器2-7通过无线通信模块一2-8和无线通信模块二6与上位监控器1进行双向通信。

本实施例中，所述上位监控器1为PC机，所述控制器2-7为ARM微处理器。

同时，本发明还包括由隧道管理人员手持的手持式通信终端7，所述手持式通信终端7通过无线通信模块一2-8与控制器2-7进行双向通信。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何限制，凡是根据本发明技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本发明技术方案的保护范围内。

Claims (3)

1.一种布设于隧道洞内的风力发电及供配电系统，其特征在于：包括沿所施工隧道的延伸方向布设在隧道洞内的多个风力发电装置（2）、对多个所述风力发电装置（2）进行控制的上位监控器（1）和与上位监控器（1）相接的无线通信模块二（6）；所述风力发电装置（2）包括控制器（2-7）、竖向支架、安装在所述竖向支架顶部的风轮和将所述风轮的动能转换为电能的发电机（2-1）、对发电机（2-1）所输出电流进行整流的充电器（2-2）、对充电器（2-2）所输出电压进行检测的电压互感器一（2-3）、与充电器（2-2）相接且对充电器（2-2）的充电电压进行转换的DC/DC转换电路一（2-4）、与DC/DC转换电路（2-4）相接的蓄电池（2-5）、与蓄电池（2-5）相接的交流逆变器（2-6）、对蓄电池（2-5）所输出电压进行实时检测的电压互感器二（2-9）、对蓄电池（2-5）内所存储电量进行实时检测的电量检测单元（2-10）和与控制器（2-7）相接的无线通信模块一（2-8），所述电压互感器一（2-3）和电压互感器二（2-9）均与A/D转换电路（2-11）相接且A/D转换电路（2-11）与控制器（2-7）相接，所述电量检测单元（2-10）与控制器（2-7）相接；所述蓄电池（2-5）通过与DC/DC转换电路三（8）与控制器（2-7）相接；所施工隧道的内侧壁上设置有通过供电线路一与蓄电池（2-5）相接的直流电源插座（3），且所述供电线路一上接有对蓄电池（2-5）所输出的电压进行转换的DC/DC转换电路二（4）；所述直流电源插座（3）的数量为一个或多个；所施工隧道的内侧壁上设置有通过供电线路一与交流逆变器（2-6）相接的交流电源插座（5）；所述交流电源插座（5）的数量为一个或多个；所述控制器（2-7）通过无线通信模块一（2-8）和无线通信模块二（6）与上位监控器（1）进行双向通信。

2.按照权利要求1所述的一种布设于隧道洞内的风力发电及供配电系统，其特征在于：所述上位监控器（1）为PC机，所述控制器（2-7）为ARM微处理器。

3.按照权利要求1或2所述的一种布设于隧道洞内的风力发电及供配电系统，其特征在于：还包括由隧道管理人员手持的手持式通信终端（7），所述手持式通信终端（7）通过无线通信模块一（2-8）与控制器（2-7）进行双向通信。

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