[发明专利]一种基于光伏的长距离输水干渠工程交直流供电系统

说明书

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。本发明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。本发明可在长期运行及维护过程中实现零排放、零污染的要求。

技术领域

本发明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。

发明内容

本发明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。

本发明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。