CN215772551U - 一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统 - Google Patents
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Abstract
一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统,基于光伏发电原理,包括光伏组件,光伏组件设置在渠道上方架设的支撑遮盖结构的顶面,光伏组件与控制器连接,控制器布置在输水干渠闸站内,控制器具有多个输出回路,控制器输出直流电压后分别连接到储能蓄电池、逆变器、多个直流转换器;逆变器与配电柜连接,配电柜与外来交流电源连接;外来交流电源作为本系统的备用电源,引自闸站附近电网,本系统正常运行时,外来交流电源断开,当检测到配电柜母线失电时投入。本实用新型可完全利用光伏产生稳定的电能,以替代长距离输水干渠工程原有的专用线路供电方式和专用直流电源系统。本实用新型可在长期运行及维护过程中实现零排放、零污染的要求。
Description
技术领域
本实用新型属于水利工程机电技术领域,更具体地说是一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统,这是一种新的长距离输水工程交直流电源实现方式,它适用于所有长距离输水干渠工程。
背景技术
对于长距离输水干渠工程,沿渠会设计多个闸站。沿渠各个闸站交流供电电源主要是采用专线从附近电网接入,然后降压后提供给闸站用电。除此之外,闸站内信号设备、保护、通信、自动装置等还需要提供直流电源。
现有的工程设计方案,由于输电线路较长,倒杆、断线、接地、电缆被破坏,绝缘子闪络、放电,损坏,暴雨、雷电等自然因素影响,人为误操作严重等人为因素时都会导致专用供电线路供电中断,影响输水干渠的正常运行,同时由于输水干渠工程的特殊性,其闸门开关次数很少,因此其经常负荷电流非常低,这样也会导致输电线路损耗较大,造成电能浪费。
另外,闸站控制、保护、通信等设备直流负荷也很小,但是也需要单独设置一套直流系统,传统的直流系统由蓄电池组,充电装置等组成,正常时需要外部提供交流电源给充电装置,整流为直流,此种设计方式需要消耗额外的电能,也增加了工程设备投资和运行维护工作量。
基于上述两点考虑,需要设计一种新的更优的输水干渠工程交直流电源供电方案。
有的输水工程会在渠道上方架设渠道支撑遮盖结构,用于解决:在输水的过程中会产生大量的蒸发,造成水资源浪费;在与大气接触过程中会受到粉尘等颗粒物的污染,使得水质变差。对于长距离输水干渠工程,由于户外输水干渠在露天布置,渠道宽度可达几十米,长度也较长,因此具备大规模使用光伏发电的能力。若在该渠道支撑遮盖结构的顶部布置光伏板进行太阳能发电,可以利用光伏发电提供输水干渠闸站所需的交直流电源,还可以解决光伏发电的占地问题,产生一定的经济效益。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统,这是一种可靠、环保、经济的长距离输水干渠交直流电源供电新方式,基于光伏发电的交直流电源系统可以适用于长距离输水干渠工程,对优化输水干渠工程运行维护,节能减排具有重要意义。
本实用新型所设计的基于光伏的交直流供电系统,通过在输水干渠正上方设置用于固定太阳能电池板的支撑结构,设计一个光伏发电系统,提供闸站所需的交直流电源。
一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统,基于光伏发电原理,其特征在于,包括光伏组件,所述光伏组件设置在渠道上方架设的支撑遮盖结构的顶面,所述光伏组件与控制器连接,所述控制器布置在输水干渠闸站内,控制器具有多个输出回路,控制器输出直流电压后分别连接到储能蓄电池、逆变器、多个直流转换器;所述逆变器与配电柜连接,配电柜与外来交流电源连接;所述外来交流电源作为本系统的备用电源,引自闸站附近电网,本系统正常运行时,外来交流电源断开,当检测到配电柜母线失电时投入。
进一步的,所述光伏组件、控制器、储能蓄电池、逆变器、配电柜、直流转换器之间均采用电缆连接。
进一步的,所述控制器输出电压为直流220V~1000V。
进一步的,所述储能蓄电池采用密封阀控式铅酸蓄电池,其容量按满足闸站工作用负荷要求进行配置。
进一步的,所述逆变器为双向式,正常时将直流逆变为交流供交流负荷,在直流消失时,利用外部电源将交流整流为直流,给直流转换器供电。
进一步的,所述逆变器采用直流输入,输入电压根据控制器的输出电压确定,其输出电压为400V。
进一步的,所述配电柜为0.4kV电源柜,将交流电源分配到各个负荷,在正常工作时接入光伏电源,在光伏电源故障时,接入外来交流电源。
进一步的,所述直流转换器包括DC-DC 220V转换器和DC-DC 48V转换器;
DC-DC 220V转换器采用直流-直流转换,将光伏发电的直流转换为直流负荷需要的控制用直流电压220V;
DC-DC 48V转换器采用直流-直流转换,将光伏发电的直流转换为通信直流负荷需要的直流电压48V。
本实用新型的有益效果为:
(1)基于输水干渠上方布置的光伏发电交直流系统,解决了光伏占地的问题,不占用额外的土地,极大降低了光伏投资成本;
(2)基于输水干渠上方布置的光伏发电交直流系统,不需要消耗外部能源,实现了经济、环保、节能效益;
(3)基于输水干渠上方布置的光伏发电交直流系统,在正常运行时可以将多余的电能进行储能,或者通过逆变后送出到输水干渠附近的配电网,实现就地消纳;
(4)基于输水干渠上方布置的光伏发电交直流系统,还可以替代输水干渠闸站内原有传统直流系统,减少了能源消耗,降低设备投资和运行维护工作量;
(5)为保证可靠性,基于输水干渠上方布置的光伏发电系统作为闸站的主用电源,外来电网电源仅作为备用电源。
本实用新型为一种全新方式的长距离输水干渠工程供电方式,并可在长期运行及维护过程中实现零排放、零污染的要求。
附图说明
图1为输水工程在渠道上方架设渠道支撑遮盖结构的剖面结构示意图。
图2为图1的俯视结构示意图。
图3为本实用新型提供的一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统的连接示意图。
图中:1.光伏组件,2.控制器,3.储能蓄电池,4.逆变器,5.配电柜,6.DC-DC 220V转换器,7.DC-DC 48V转换器,8.外来交流电源(8),9.渠道,10.支撑遮盖结构。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况,但它们并不构成对本实用新型的限定,仅作举例而已,同时通过说明使本实用新型的优点将变得更加清楚和容易理解。
如图1~2所示,对于长距离输水干渠工程,由于户外输水干渠在露天布置,渠道宽度可达几十米,长度也较长,因此具备大规模使用光伏发电的能力。在渠道支撑遮盖结构10的顶部布置光伏板进行太阳能发电,可以利用光伏发电提供输水干渠闸站所需的交直流电源,还可以解决光伏发电的占地问题,产生一定的经济效益。
如图3所示,本实用新型提供一种基于光伏的长距离输水干渠工程的交直流供电系统,基于光伏发电原理,包括光伏组件1,所述光伏组件1设置在渠道9上方架设的支撑遮盖结构10的顶面,所述光伏组件1与控制器2连接,所述控制器2布置在输水干渠闸站内,控制器2具有多个输出回路,控制器2输出直流电压后分别连接到储能蓄电池3、逆变器4、多个直流转换器;所述逆变器4与配电柜5连接,配电柜5与外来交流电源8连接;所述外来交流电源8作为本系统的备用电源,引自闸站附近电网。本系统正常运行时,外来交流电源8断开,当检测到配电柜5母线失电时投入。
在渠道9上方的长条形大面积带状开敞空间设置专用的大跨度、高强度轻质平台结构,形成有一定承载力的屋顶,该屋顶沿渠道架设,完成光伏组件1的安装和固定,光伏组件布置在输水干渠正上方,通过电缆串并联汇总后,再利用电缆将汇总后的正负极电缆引至闸站内控制器2。
控制器2是能自动防止蓄电池过充电和过放电的设备,同时具备电压调节功能和防反向送电功能,布置在干渠闸站内,其输出电压可为220V~1000V。
储能蓄电池3通过电缆连接到控制器2,储能蓄电池3采用密封阀控式铅酸蓄电池,其容量按满足闸站工作用负荷要求进行配置。
逆变器4为双向式,正常时将直流逆变为交流供交流负荷,在直流消失时,利用外部电源将交流整流为直流,给直流转换器供电。逆变器4采用直流输入,输入电压根据控制器2的输出电压确定,其输出电压为400V。
配电柜5为0.4kV电源柜,将交流电源分配到各个负荷,在正常工作时接入光伏电源,在光伏电源故障时,接入外来交流电源8。
所述直流转换器包括DC-DC 220V转换器6和DC-DC 48V转换器7。DC-DC 220V转换器6采用直流-直流转换,将光伏发电的直流转换为直流负荷需要的控制用直流电压220V;DC-DC 48V转换器7采用直流-直流转换,将光伏发电的直流转换为通信直流负荷需要的直流电压48V。
外来交流电源8作为本系统的备用电源,引自闸站附近电网,正常运行时断开,当检测到400V配电柜母线失电时投入。
本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
Claims (8)
1.一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统,基于光伏发电原理,其特征在于,包括光伏组件(1),所述光伏组件(1)设置在渠道(9)上方架设的支撑遮盖结构(10)的顶面,所述光伏组件(1)与控制器(2)连接,所述控制器(2)布置在输水干渠闸站内,控制器(2)具有多个输出回路,控制器(2)输出直流电压后分别连接到储能蓄电池(3)、逆变器(4)、多个直流转换器;所述逆变器(4)与配电柜(5)连接,配电柜(5)与外来交流电源(8)连接;所述外来交流电源(8)作为本系统的备用电源,引自闸站附近电网,本系统正常运行时,外来交流电源(8)断开,当检测到配电柜(5)母线失电时投入。
2.根据权利要求1所述的一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统,其特征在于:所述光伏组件(1)、控制器(2)、储能蓄电池(3)、逆变器(4)、配电柜(5)、直流转换器之间均采用电缆连接。
3.根据权利要求1所述的基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统,其特征在于:所述控制器(2)输出电压为直流220V~1000V。
4.根据权利要求1所述的一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统,其特征在于:所述储能蓄电池(3)采用密封阀控式铅酸蓄电池,其容量按满足闸站工作用负荷要求进行配置。
5.根据权利要求1所述的一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统,其特征在于:所述逆变器(4)为双向式,正常时将直流逆变为交流供交流负荷,在直流消失时,利用外部电源将交流整流为直流,给直流转换器供电。
6.根据权利要求5所述的一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统,其特征在于:所述逆变器(4)采用直流输入,输入电压根据控制器(2)的输出电压确定,其输出电压为400V。
7.根据权利要求1所述的一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统,其特征在于:所述配电柜(5)为0.4kV电源柜,将交流电源分配到各个负荷,在正常工作时接入光伏电源,在光伏电源故障时,接入外来交流电源(8)。
8.根据权利要求1所述的一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统,其特征在于:所述直流转换器包括DC-DC 220V转换器(6)和DC-DC 48V转换器(7);
DC-DC 220V转换器(6)采用直流-直流转换,将光伏发电的直流转换为直流负荷需要的控制用直流电压220V;
DC-DC 48V转换器(7)采用直流-直流转换,将光伏发电的直流转换为通信直流负荷需要的直流电压48V。
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CN202121379478.1U CN215772551U (zh) | 2021-06-21 | 2021-06-21 | 一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统 |
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CN113410841A (zh) * | 2021-06-21 | 2021-09-17 | 长江勘测规划设计研究有限责任公司 | 一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统 |
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