CN202651817U - 高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置，利用输电线路走廊风能和太阳能的互补特性，同时将风能和太阳能转化为设备所需的电能，实现清洁的自然能源的利用。其技术方案为：风光互补式供电装置包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、充放电控制器，其中风电发电机、太阳能电池板分别通过充放电控制器和蓄电池相连以对蓄电池充电，充放电控制器还连接状态监测设备，蓄电池通过充放电控制器对状态监测设备进行供电。

Description

高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置

技术领域

本实用新型涉及一种风光互补式供电装置，尤其涉及智能电网环境下，对于高压输电线路相关的状态监测设备的风光互补式供电装置。

背景技术

中国智能电网是以国家电网公司提出的“坚强智能电网”为代表，“坚强智能电网”是以坚强网架为基础，以通信信息平台为支撑，以智能控制为手段，包含发电、输电、变电、配电、用电和调度六大环节，覆盖所有电压等级，实现“电力流、信息流、业务流”的高度一体化融合，是坚强可靠、经济高效、清洁能源、透明开放、友好互动的现代电网。在中国这种将特高压和智能化相结合的复杂大电网下，亟需对输变电设备运行状态进行全面监控，从而实现电网安全运行的可视、能控。

我国智能电网进入全面建设时期，各项工作顺利推进，但是建设过程中也面临着种种难题。在中国这种将特高压和智能化相结合的复杂大电网下，亟需对电网输电设备(电网输电设备集中在输电线路走廊，如铁塔、线夹、绝缘瓷瓶等)的运行状态进行全面监控，从而实现电网安全运行的可视、能控。输电设备状态监测在智能电网架构中，在底层监测方面占据极其重要的地位，是中国智能电网建设的基础。输电设备状态监测是指在上述设备之上或附近安装状态监测装置，通过自动采集被监测设备的实时运行状态信息，并上传至电网公司后台分析系统，进行数据高级分析应用，实现重要输变电设备状态和关键运行环境的实时监测、预警、分析、诊断、评估和预测等功能，为实现输变电设备运行状态管理、提高电网生产管理精益化水平提供支撑。

输变电设备状态监测装置是指用于采集导线温度的导线线温监测装置、用于监测输电线路走廊的微型气象站、用于监测绝缘瓷瓶污秽程度的污秽监测装置、用于监测重点线路段的视频监测装置及同类设备。

但监测设备通常安装在输电线路走廊的野外铁塔上，无法提供民用的市电或者电子产品常用的12伏直流供电。

现有技术中多采用单独的太阳能结合蓄电池方式，但此方式在冬季遇到长时间阳光不充沛的情况下，会出现供电不足。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对高压输电线路状态监测设备的供电难的问题，提供了一种高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置，利用输电线路走廊风能和太阳能的互补特性，同时将风能和太阳能转化为设备所需的电能，实现清洁的自然能源的利用。

本实用新型的技术方案为：本实用新型揭示了一种高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置，包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、充放电控制器，其中所述风力发电机、所述太阳能电池板分别通过所述充放电控制器和所述蓄电池相连以对所述蓄电池充电，所述充放电控制器还连接状态监测设备，所述蓄电池通过所述充放电控制器对所述状态监测设备进行供电。

根据本实用新型的高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置的一实施例，所述状态监测设备包括微型气象站、杆塔倾斜监测装置。

根据本实用新型的高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置的一实施例，所述太阳能电池板和所述蓄电池以多组并联方式相连，每一个所述蓄电池对应连接一个所述太阳能电池板。

根据本实用新型的高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置的一实施例，所述风光互补式供电装置安装在高压输电线路铁塔上。

根据本实用新型的高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置的一实施例，所述太阳能电池板和所述蓄电池为1-4组。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型的方案是将风力发电和太阳能发电同时设计在供电设备中，即采用风能和太阳能互补的技术，针对输变电设备状态监测中的供电电源的难题，找到了一个确实可行且稳妥的解决方案。

附图说明

图1示出了本实用新型的高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置的较佳实施例的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1示出了本实用新型的高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置的较佳实施例的结构。请参见图1，本实施例的高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置包括如下的设备：风力发电机10、太阳能电池板11、蓄电池12、充放电控制器13。

风力发电机10、太阳能电池板11分别通过充放电控制器13和蓄电池12相连，风力发电机10将风能转化为电能，通过充放电控制器13对蓄电池12充电，太阳能电池板11将太阳能转化为电能，通过充放电控制器13对蓄电池12充电。太阳能电池板11和蓄电池12是以多组并联方式连接到充放电控制器13的，每一个蓄电池12对应连接一个太阳能电池板11，其组数例如是1-4组。

充放电控制器13还连接状态监测设备14，蓄电池12通过充放电控制器13对状态监测设备14进行供电。充放电控制器13实现智能充、放电控制，对蓄电池12进行过充或过防保护。状态监测设备14包括微型气象站、杆塔倾斜监测装置等。

风光互补式供电装置通常是安装在高压输电线路铁塔上，输电线路铁塔由L型角铁组装而成，是风光互补式供电装置的载体。

风能和太阳能特性：风能和太阳能是最常有的自然能源，取之不尽，用之不竭。晴天阳光充足，而阴雨天又常拌有大风，夏天阳光照射强度高，而冬天风又大。

本实用新型充放电控制器特性：采用小型风机和太阳能电池板接插在风光互补的充放电控制器上，通过控制器对蓄电池进行充电，蓄电池同时通过控制器对状态监测设备进行供电。装置的供电特点如下：

工作模式：24小时，全天候自控式工作，工作稳定；

负载开路及短路保护，并具有自动恢复功能；

智能充、放电控制，可相对延长蓄电池的使用寿命；

采用专用芯片对监测设备进行恒功率、启动控制，具有过流、过电压保护，监测设备开路、短路保护；

采用工业级芯片低功耗设计，可在高温、寒冷、潮湿的环境下可靠工作；

使用、维护简单方便，全自动控制。

本实施例中风机、太阳能板、蓄电池、充放电控制器配比原则：

要保障供电电源的长期供电稳定，还需在风机功率、太阳能电池板功率、蓄电池与监测设备功耗上，遵循如下的配比原则：

太阳能、风机直流发电系统是由太阳电池板、充电控制器和蓄电池共同组成。为了使太阳能、风机发电系统能为负载提供足够的电源，就要根据监测设备与通讯设备的功率，合理选择各部件。首先根据状态监测设备的功耗总和，选配容量合适的电池，再根据电池选配合适功率的太阳能板和风机。

电源配比原则为：在极端气候条件下，连续一周无阳光，风力很小的情况较少出现，连续半个月出现这个极端气候条件概率更是非常小。那么考虑连续7个极端气候条件工作日后电池放电深度不超过50％，极端气候条件下保证装置能工作15天(电池放电深度不超过95％)。

假设某一测点所有设备功耗总和为3W，其电池容量、太阳能板功率、风机功率的配比关系应如下：

以上全部设备在连续15个极端气候条件工作日的总用电为：3W×15天×24小时＝1080Wh

选用放电电压为12V胶体电池时，电池容量为：1080Wh/12V＝90Ah

以上电池考虑在4个大晴天的日照下，利用太阳能充满，那么太阳板功率计算如下：

太阳能板功率＝(90Ah×12V)/(4天×6小时)＝45W

(公式中考虑大晴天下每天充电6小时，90Ah×12V为蓄电池总电量)

又因各厂家计算太阳能板功率指的是额定光辐射垂直照射在太阳板上的功率，而大部分地区大晴天下最大日照基本在在800～900W/m²，而且对太阳能板不一定是垂直照射，因此需对以上计算功率再乘以系数2.5，即大约120W的太阳能电池板。

考虑有风时，利用风机4天能充满蓄电池，风机功率计算如下：

风机功率＝(90Ah×12V)/(4天×9小时)＝30W

(公式中考虑常规情况下，有风时平均风速大于风机切入风速的时间每天约9小时)

因此，针对设备功耗总和为3W的监测点，应选配120Ah容量电池，30W风机一台，150W功率的太阳能板。

总结，电网高压输电线路输电设备状态监测风光互补技术中，蓄电池、太阳能电池板、风力发电机，及光伏控制器配比关系公式如下：

蓄电池容量(12V供电)＝设备功率×15天×24小时/12伏

太阳能板电池功率＝设备功率×15天×24小时×2.5/(4天×6小时)

风力发电机功率＝设备功率×15天×24小时/(4天×9小时)

控制器最大充电电流＝(太阳能板电池功率+风力发电机功率)/12伏

控制器最大负载电流＝设备总功率/12伏

上述实施例是提供给本领域普通技术人员来实现和使用本实用新型的，本领域普通技术人员可在不脱离本实用新型的发明思想的情况下，对上述实施例做出种种修改或变化，因而本实用新型的发明范围并不被上述实施例所限，而应该是符合权利要求书所提到的创新性特征的最大范围。

Claims (5)

1.一种高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置，其特征在于，包括风力发电机、太阳能电池板、蓄电池、充放电控制器，其中所述风力发电机、所述太阳能电池板分别通过所述充放电控制器和所述蓄电池相连以对所述蓄电池充电，所述充放电控制器还连接状态监测设备，所述蓄电池通过所述充放电控制器对所述状态监测设备进行供电。

2.根据权利要求1所述的高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置，其特征在于，所述状态监测设备包括微型气象站、杆塔倾斜监测装置，该类装置对电网一次设备进行运行状态的监测。

3.根据权利要求1所述的高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置，其特征在于，所述太阳能电池板和所述蓄电池以多组并联方式相连，每一个所述蓄电池对应连接一个所述太阳能电池板。

4.根据权利要求1所述的高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置，其特征在于，所述风光互补式供电装置安装在高压输电线路铁塔上。

5.根据权利要求3所述的高压输电线路的状态监测设备的风光互补式供电装置，其特征在于，所述太阳能电池板和所述蓄电池为1-4组。 

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