太陽能供電的野外輸電線路供電系統(tǒng)的研究

1、太陽能供電的野外輸電線路電源系統(tǒng)的研究太陽能供電的野外輸電線路電源系統(tǒng)的研究劉曉健韓民曉潘耀杰等毛法兵趙娜北京意科能源技術(shù)有限公司華北電力大學(xué)102206摘要：對目前獨立光伏供電系統(tǒng)存在的主要問題進(jìn)行了分析，針對光伏供電系統(tǒng)的損耗過高、太陽能利用率和蓄電池利用率低、野外環(huán)境惡劣、監(jiān)控數(shù)據(jù)傳輸可靠性差等問題，進(jìn)行研究設(shè)計了新型野外輸電線路獨立光伏供電系統(tǒng)，圍繞核心部件光伏控制器進(jìn)行了分析。關(guān)鍵詞：高壓輸電線路；剩余電量加熱；相變材料1引言

2、引言由于野外沒有穩(wěn)定市電，因此利用太陽能等新能源作為電源，開辟了節(jié)能新天地。國內(nèi)利用野外太陽能供電的技術(shù)尚處于不成熟階段，國內(nèi)電力行業(yè)每年因未能及時維護(hù)造成的事故時有發(fā)生。智能電網(wǎng)輸電線監(jiān)測的通信可靠性問題也是保證整個供電系統(tǒng)穩(wěn)定運行的基礎(chǔ)。系統(tǒng)采用OPGW對數(shù)據(jù)進(jìn)行傳輸，解決了無人野外傳輸?shù)膯栴}，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。在惡劣天氣需要更加直觀地查看現(xiàn)場情況，視頻數(shù)據(jù)監(jiān)控系統(tǒng)可以更方便地查看詳細(xì)情況。由于蓄電池的性能和壽命受溫度影響很大，研究

3、蓄電池的控制特性采取相應(yīng)的措施使其工作于最佳狀態(tài)。2控制器的主要技術(shù)原理分析控制器的主要技術(shù)原理分析2.12.1光伏控制器的基本原理光伏控制器的基本原理光伏控制器主要針對蓄電池作過充、過放控制（見圖1所示）。過充控制：即太陽能電池方陣給蓄電池充電時，當(dāng)電壓達(dá)到允許值上限，切斷充電；過放控制：即負(fù)載放電時，當(dāng)蓄電池電壓下降至保護(hù)值切斷輸出。3.1.2剩余能量控制加熱由于普通蓄電池在低溫時，容量下降較大，而冬季鐵塔上的溫度較低，需要對機(jī)箱的

4、溫度進(jìn)行，由于夜間太陽能不發(fā)電，所以加熱時耗費蓄電池電量容易造成電池電量過低。系統(tǒng)研制的全新控制策略，根據(jù)負(fù)載用電數(shù)據(jù)、電池容量數(shù)據(jù)、機(jī)箱內(nèi)溫度數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)模型等控制器可以計算出當(dāng)前風(fēng)能和太陽能提供的多余電量，隨著陽光和風(fēng)速的變化，這個數(shù)值是實時調(diào)整的，將多余的電量提供給機(jī)箱加熱系統(tǒng)。3.1.3相變儲能釋放計算機(jī)箱加熱系統(tǒng)使相變材料發(fā)生變化，將熱量儲存起來，當(dāng)溫度低時相變材料發(fā)生變化釋放能量（尤其是夜間），以保證機(jī)箱內(nèi)的溫度恒定。將相變材

5、料首創(chuàng)了蓄電池保溫機(jī)箱，可以在24小時內(nèi)，比不使用該技術(shù)的機(jī)箱溫度高17℃。研究保溫夾層填充材料，各種保溫形式的保溫效果等；利用相變材料與保溫技術(shù)相結(jié)合，白天儲存熱量，夜間釋放熱量，保持電池、設(shè)備溫度平衡。3.1.4核心供電系統(tǒng)1、控制零電壓自恢復(fù)技術(shù)當(dāng)連續(xù)陰雨天出現(xiàn)或蓄電池容量減小時，蓄電池電量全部被消耗完時，當(dāng)風(fēng)能或太陽能有電能輸入到控制器，控制器可以在蓄電池零電壓情況下恢復(fù)給蓄電池充電，以保證系統(tǒng)能自動恢復(fù)，此功能是在極低的功耗下

6、（0.1W）實現(xiàn)的。2、控制器自切斷技術(shù)控制器在電池容量低時，為了保證電池剩余電量供給負(fù)載，將自身供電切斷。當(dāng)電池容量恢復(fù)時，控制器自動接通自身電源，恢復(fù)各項智能功能：包括遠(yuǎn)程控制、蓄電池管理等。3、控制器負(fù)載控制技術(shù)控制器負(fù)載有多種工作方式供選擇，其中有手動控制、自動控制、時間控制、自定義輸出控制、分段控制和剩余功率控制六種控制方式，用戶可以根據(jù)實際需要進(jìn)行配置。自動控制方式是控制器可以根據(jù)系統(tǒng)電壓的變化實現(xiàn)的自身調(diào)節(jié)。手動控制方式是