CN110752618A - 一种与城市综合管廊相结合的光伏发电系统 - Google Patents

一种与城市综合管廊相结合的光伏发电系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种与城市综合管廊相结合的光伏发电系统，包括多个光伏板、汇流箱、逆变器、升压变压器和输变电线路，多个光伏板与汇流箱的输入端连接，汇流箱的输出端与逆变器的输入端连接，逆变器的输出端与升压变压器的输入端连接，升压变压器的输出端与输变电线路连接；光伏板布置于综合管廊的各管廊之间的节点绿化分隔带上，汇流箱、逆变器和升压变压器布置于综合管廊的防火供电区内。本发明实现综合管廊和光伏电系统的完美融合，既最大限度的节省了光伏系统的投资，提高了电能的利用效率和传输效率。

Description

一种与城市综合管廊相结合的光伏发电系统
技术领域
本发明涉及一种与城市综合管廊相结合的光伏发电系统。
背景技术
光伏发电是一种新兴的可再生能源，目前，光伏发电技术已经逐渐的成熟。目前，最常见的光伏发电主要有，屋顶光伏，山地光伏，渔光互补光伏等，将光伏发电与家庭，山地，农业等相结合是光伏发电的主要形式。而作为一个完整的光伏发电项目，除了这些光伏电站还需要搭建很长的输电线路将光伏转化成的电能返回到城市的变电站，这部分费用也是很巨大的。有没有一种载体能兼顾发电和线路全流程呢？显然，现在主要光伏电站如的屋顶光伏，渔光,山地光伏都是难以实现的。随着城市的现代化进程，综合管廊的广泛应用在城市建设中，但是由于综合管廊作为地下工程造价是非常昂贵的，而且由于各地方对于城市综合管廊的各种产权单位的管控要求的差别，导致综合管廊闲置或者空置率是非常大的，本专利介绍的独有技术可以将综合管廊作为发电，储能的载体，又可以通过电力管廊作为输电线路的载体免去单独架设昂贵的输电线路的先天优越性，降低光伏发电成本，降低综合管廊的能耗，也提高综合管廊的经济效益，一举两得。当管廊空置的时候可以利用光伏发电，产生附加价值。并且该光伏系统可以和管廊建设同步施工，充分利用管廊原有的供配电设备，仅仅在原有系统上增加光伏板和逆变单元，其它的设备和管廊系统公用。既节能又环保。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，针对现有技术存在的上述缺陷，提供了一种与城市综合管廊相结合的光伏发电系统，实现综合管廊和光伏电系统的完美融合，既最大限度的节省了光伏系统的投资，提高了电能的利用效率和传输效率。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种与城市综合管廊相结合的光伏发电系统，包括多个光伏板、汇流箱、逆变器、升压变压器和输变电线路，多个光伏板与汇流箱的输入端连接，汇流箱的输出端与逆变器的输入端连接，逆变器的输出端与升压变压器的输入端连接，升压变压器的输出端与输变电线路连接；
光伏板布置于综合管廊的各管廊之间的节点绿化分隔带上，汇流箱、逆变器和升压变压器布置于综合管廊的防火供电区内。
按照上述技术方案，多个光伏板呈多组分布，每组光伏板对应设有一个汇流箱，各汇流箱均与逆变器连接。
按照上述技术方案，输变电线路的输出端分别与综合管廊的用电设备和城市电网连接，输变电线路优先供给综合管廊的用电设备使用，多余电量供给城市电网。
按照上述技术方案，在综合管廊上每150～250米设置光伏板管线引出口。
按照上述技术方案，综合管廊的电力管廊作为输变电线路载体。
按照上述技术方案，汇流箱、逆变器和升压变压器布置于综合管廊的防火供电区中的供电室内。
进一步地，逆变器和升压变压器集成于一体化箱体。
进一步地，一体化箱体依次输变电线路连接，输变电线路通过监控中心开闭所与城市电网连接。
本发明具有以下有益效果：
将光伏板布置于综合管廊的各管廊之间的节点绿化分隔带上，汇流箱、逆变器和升压变压器布置于综合管廊的防火供电区内，实现综合管廊和光伏电系统的完美融合，既最大限度的节省了光伏系统的投资，提高了电能的利用效率和传输效率。
附图说明
图1是本发明实施例中与城市综合管廊相结合的光伏发电系统的结构示意图；
图2是本发明实施例中监控中心开闭所的布置示意图；
图中，1-光伏板，2-汇流箱，3-逆变器，4-升压变压器，5-监控中心开闭所，6-一体化箱体，7-城市电网。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细说明。
参照图1～图2所示，本发明提供的一个实施例中的一种与城市综合管廊相结合的光伏发电系统，包括多个光伏板1、汇流箱2、逆变器3、升压变压器4和输变电线路，多个光伏板1与汇流箱2的输入端连接，汇流箱2的输出端与逆变器3的输入端连接，逆变器3的输出端与升压变压器4的输入端连接，升压变压器4的输出端与输变电线路连接；
光伏板1布置于综合管廊的各管廊之间的节点绿化分隔带上，汇流箱2、逆变器3和升压变压器4布置于综合管廊的防火供电区内。
进一步地，多个光伏板1呈多组分布，每组光伏板1对应设有一个汇流箱2，各汇流箱2均与逆变器3连接。
进一步地，输变电线路的输出端分别与综合管廊的用电设备和城市电网连接，输变电线路优先供给综合管廊的用电设备使用，多余电量供给城市电网。
进一步地，在综合管廊上每150～250米设置光伏板1管线引出口。
进一步地，为了适应地面光伏系统的接入，需要在管廊每200米设置光伏管线引出口，该引出口可同信息管线引出合建。
进一步地，综合管廊的电力管廊作为输变电线路载体；免去单独架设昂贵的输电线路的先天优越性，降低光伏发电成本，降低综合管廊的能耗，也提高综合管廊的经济效益。
进一步地，光伏电流汇流和逆变后，该管廊光伏升压系统和综合管廊系统的10kV变压器，输变电高压电缆，综合管廊监控中心和光伏电站控制中心的软硬件及构筑物可实现完美融合。可实现管廊施工和光伏电站施工同步进行，既最大限度的节省了光伏系统的投资，又使管廊的电力需求自给自足，所发的电能还可以进行余电上传，实现管廊的另一个增收点。
进一步地，汇流箱2、逆变器3和升压变压器4布置于综合管廊的防火供电区中的供电室内。
进一步地，逆变器3和升压变压器4集成于一体化箱体6。
进一步地，一体化箱体6依次输变电线路连接，输变电线路通过监控中心开闭所5与城市电网连接。
本发明的一个实施例中，以某大道7.8公里的综合管廊为例，该综合管廊为四仓管廊，整个管廊位于道路绿化带下，该管廊每200米设置一个夹层设备间，每1000米设置一座200kVA变压器，在该管廊中部，设置一处综合管廊监控中心，其电力仓连接某大道1#变电站和2#变电站。该管廊每个防火分区有自然进风口A-1,燃气仓排风口A-1,机械排风口A-1,人员出入口A-1,燃气仓进风口A-1这5个地上节点。因此本方案可在这些节点的屋顶和部分绿化带上设置光伏板1作为光伏电站的发电端20块电池板串联成一路直流回路，直流电缆PV1-F-1(2x4)沿管廊内低压自用桥架敷设自综合管廊夹层设备间内的8路汇流箱2后由电缆ZR-YJV-0.6/1kV1(2x25)送至变压器设备间200kW逆变单元，后输出至综合管廊原有200kVA变压器。以实现此区域内电力系统的自发自用，余电上传。沿线的8台变压器通过环网柜连接起来，沿电力仓室的自用桥架送入监控中心高压柜，采用10kV并网后上传至某大道1#变电站或者二号变电站。光伏系统的电站可以和监控中心合并考虑。整个工程的实施除了安装光伏板1外其它的工程都可以与管廊的建设同步实施并考虑，施工简单，不需要额外的舱室，最大限度的发挥了节能减排的效果。
本发明的工作原理：
本发明公开了一种将光伏和城市综合管廊相结合的管廊光伏系统，该光伏发电系统的逆变升压系统由传统的大集中式升压重新改造成为与综合管廊防火分区供配电特点相一致的分散式小集中管廊逆变升压系统。改造后，使该小逆升发电系统与综合管廊供配电达到完美的融合，实现了光伏系统和综合管廊系统的变压器，输变电线路和综合管廊监控中心和光伏电站控制中心合二为一。由于综合管廊距离一般都比较长，管廊的节点一般布置在道路绿化带或者道路的分隔带，采用小集中式管廊光伏策略，可以利用建筑物屋面和少量绿化带作为光伏的发电端，利用综合管廊的标准的设备间作为光伏的发电设备间。利用综合管廊电力舱室连接开闭所和变电站的特性作为光伏发电的输电线路端。将光伏系统电站与综合监控中心软硬件融合，可实现管廊施工和光伏电站施工同步进行，既最大限度的节省了光伏系统的投资，又使管廊的电力需求自给自足，所发的电能还可以进行余电上传，实现管廊的另一个增收点。
光伏发电是一种新兴的可再生能源，目前，光伏发电技术已经逐渐的成熟。目前，最常见的光伏发电主要有，屋顶光伏，山地光伏，渔光互补光伏等，将光伏发电与家庭，山地，农业等相结合是光伏发电的主要形式。而作为一个完整的光伏发电项目，除了这些光伏电站还需要搭建很长的输电线路将光伏转化成的电能返回到城市的变电站，这部分费用也是很巨大的。有没有一种载体能兼顾发电和线路全流程呢？显然，现在主要光伏电站如的屋顶光伏，渔光,山地光伏都是难以实现的。但是随着城市综合管廊的广泛应用，通过本专利介绍的独有技术可以将综合管廊作为发电，储能的载体，又可以通过电力管廊作为输电线路的载体免去单独架设昂贵的输电线路的先天优越性，降低光伏发电成本，降低综合管廊的能耗，也提高综合管廊的经济效益。一举两得。
传统的集中式光伏系统由光伏板1，汇流箱2，逆变器3，升压变压器4，输变电线路和变电站构成。传统的综合管廊供配电系统由管廊配电柜，供电变压器，输变电线路和监控中心组成。本专利通过将光伏发电系统的逆变升压系统由大集中重新改造成为与综合管廊防火分区供配电特点相一致的分散式小集中管廊逆变升压系统。改造后，使该小逆升发电系统与综合管廊供配电达到完美的融合，实现了光伏系统和综合管廊系统的变压器，输变电线路和综合管廊监控中心和光伏电站控制中心合二为一。
由于综合管廊距离一般都比较长，管廊的节点一般布置在道路绿化带或者道路的分隔带，采用小集中式管廊光伏策略，可以利用建筑物屋面和少量绿化带作为光伏的发电端，利用综合管廊的标准的设备间作为光伏的发电设备间。利用综合管廊电力舱室连接开闭所和变电站的特性作为光伏发电的输电线路端。将光伏系统电站与综合监控中心软硬件融合，可实现管廊施工和光伏电站施工同步进行，既最大限度的节省了光伏系统的投资，又使管廊的电力需求自给自足，所发的电能还可以进行余电上传，实现管廊的另一个增收点。
本发明所采用的技术方案是：结合综合管廊自身的配电特性，将光伏发电单元由传统的大集中式升压方式重新改造成为与综合管廊防火分区供配电特点相一致，以防火分区为单位的分散式管廊逆变升压系统。通过负荷计算配置的光伏板1数量与每个防火分区的用电量相匹配，使该小逆升发电系统与综合管廊供配电达到完美的融合，为了适应地面光伏系统的接入，需要在管廊每200米设置光伏管线引出口，该引出口可同信息管线引出合建。光伏电流汇流和逆变后，该管廊光伏升压系统和综合管廊系统的10kV变压器，输变电高压电缆，综合管廊监控中心和光伏电站控制中心的软硬件及构筑物可实现完美融合。，可实现管廊施工和光伏电站施工同步进行，既最大限度的节省了光伏系统的投资，又使管廊的电力需求自给自足，所发的电能还可以进行余电上传，实现管廊的另一个增收点。
将综合管廊作为发电，储能的载体，在管廊的节点及部分绿化带上设置光伏板1，将输电线路沿综合管廊敷设，将直流汇流箱2放置在各个防火分区配电箱内。逆变升压单元与综合管廊变压器室设备间内。升压后的变压器高压线路沿综合管廊内电力支架敷设至电力管廊所连接的任意变电站即可。
通过电力管廊作为输电线路的载体免去单独架设昂贵的输电线路的先天优越性，降低光伏发电成本，降低综合管廊的能耗，也提高综合管廊的经济效益，一举两得。当管廊空置的时候可以利用光伏发电，产生附加价值。并且该光伏系统可以和管廊建设同步施工，充分利用管廊原有的供配电设备及电气设备构筑物，仅仅在原有系统上增加光伏板1和逆变单元，其它的设备和管廊系统公用。既节能又环保。
以上的仅为本发明的较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等效变化，仍属本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种与城市综合管廊相结合的光伏发电系统，其特征在于，包括多个光伏板、汇流箱、逆变器、升压变压器和输变电线路，多个光伏板与汇流箱的输入端连接，汇流箱的输出端与逆变器的输入端连接，逆变器的输出端与升压变压器的输入端连接，升压变压器的输出端与输变电线路连接；
光伏板布置于综合管廊的各管廊之间的节点绿化分隔带上，汇流箱、逆变器和升压变压器布置于综合管廊的防火供电区内。
2.根据权利要求1所述的与城市综合管廊相结合的光伏发电系统，其特征在于，多个光伏板呈多组分布，每组光伏板对应设有一个汇流箱，各汇流箱均与逆变器连接。
3.根据权利要求1所述的与城市综合管廊相结合的光伏发电系统，其特征在于，输变电线路的输出端分别与综合管廊的用电设备和城市电网连接，输变电线路优先供给综合管廊的用电设备使用，多余电量供给城市电网。
4.根据权利要求1所述的与城市综合管廊相结合的光伏发电系统，其特征在于，在综合管廊上每150～250米设置光伏板管线引出口。
5.根据权利要求1所述的与城市综合管廊相结合的光伏发电系统，其特征在于，综合管廊的电力管廊作为输变电线路载体。
6.根据权利要求1所述的与城市综合管廊相结合的光伏发电系统，其特征在于，汇流箱、逆变器和升压变压器布置于综合管廊的防火供电区中的供电室内。
7.根据权利要求1所述的与城市综合管廊相结合的光伏发电系统，其特征在于，逆变器和升压变压器集成于一体化箱体。
8.根据权利要求7所述的与城市综合管廊相结合的光伏发电系统，其特征在于，一体化箱体依次输变电线路连接，输变电线路通过监控中心开闭所与城市电网连接。
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