荒漠戈壁地区节能减排技术的应用

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1、荒漠戈壁地区节能减排技术的应用中交一公局交通工程有限公司摘要：风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性，与市电供电系统构成一备两用，对设备供电实现三保险。正常供电时优先使用风光互补发电系统产生的电能，当输出电压低于额定电压的60%后，电源会切换到市电对设备进行供电。风光互补发电系统对人类社会发展可以更好地起到节能减排的效果，是一种具有较高性价比的新型能源发电系统，具有很好的应用前景。关键词：风光互补；节能;减排；收稿日期：2017-08-23Received：2017-08-231工程概况该项目位于京新高速公路

2、临白段（阿盟境内）赛汉陶来匝道收费站。赛汉陶来收费站是与省道312重要的交通转换点Z-o阿拉善盟地处内蒙古自治区最西端，地理坐标为东经97°10’~106°52’,北纬37°2T~42°47’,位于巴丹吉林沙漠北部，属于太阳能资源一类区和二类区，全年FI照时数在2600^3200ho该地区风能具有分布范围广、稳定性高、连续性好、无破坏性风速等优点，年可利用吋间4400〜7800h,太阳能资源丰富，比较适合采用太阳能光伏发电系统。因大规模太阳能光伏电站建设投资费用较高且难以单独保障站点用电，本项目设置市电跟风光互补发电

3、系统相结合，以在合理投资的范围内减少市电消耗，充分利用清洁能源，形成示范效应。该项目应用主要是为收费站广场照明及站前治超广场照明供电。收费站广场照明共计8基180W路灯，站前治超广场照明共计3基180W路灯。2系统组成及功能风光互补系统应用太阳能电池组、风力发电机，将产生的交流电转化为直流电存储到蓄电池组中，当设备需要用电时，逆变器将蓄电池组中存储的直流电转变为交流电，给负载供电，是风力发电机和太阳能电池组相结合的发电系统。风光互补发电系统主要由水平轴风力发电机、单晶硅太阳能光伏电池组、风光互补控制器、铅酸免维护蓄电

4、池、离网型正弦波逆变器、交直流负载、市电系统、双电源切换装置等部分组成。风力发电部分是利用风力机将风能转换为机械能，通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池充电，经过逆变器对负载供电。光伏发电部分利用太阳能电池板的光伏效应将光能转换为电能，然后对蓄电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电对负载进行供电。逆变系统由逆变器组成，把蓄电池中直流电变成标准的220V交流电，保证交流电负载设备的正常使用。同时还具有自动稳压功能，可改善风光互补发电系统的供电质量。控制部分根据日照强度、风力人小及负载的变化，不断对蒂

5、电池组的工作状态进行切换和调节:一方面把调整后的电能直接送往交流负载;另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需求时，控制器把蓄电池的电能送往负载，保证系统工作的稳定性和连续性。市电供电系统是给负载供电的最后一道保险，风光互补供电系统出现故障或需检修维护吋，或风力发电系统输岀电压低于额定电压的60%吋，此吋将会自动切换到市电系统供电，保证广场照明正常使用。3系统工作原理赛汉陶来收费广场及治超车道共设置11套180LED照明灯。采用风光互补集中供电系统，如用电设备每天进行10h,可满足5d的连续阴雨天不

6、间断供电。供电系统充放电控制模块可进行光控和时控，上半夜光源全功率工作，下半夜半功率工作。根据负荷特点，风光互补供电系统采用4.2kW光伏发电系统及3kW风力发电机组，配置1500Ah蓄电池。见图广图3。图1收费广场风光互补供电系统构成下载原图图3风光互补系统与市民供电系统切换原理下载原图光伏发电系统采用单块功率300W的单晶硅太阳能电池组件;风力发电机采用水平轴风力发电机;蓄电池采用免维护阀控式密封护铅酸蓄电池。光伏发电系统及风力发电机发出的电能经风光互补控制器向蓄电池充电;直流电源经离网型正弦波逆变器处理，输岀2

7、20V交流电，向负载供电。当风力发电出现故障或检修维护吋，由双电源动作，自动切换为市电。太阳能电池组件占地面积约30m,蓄电池占地约3m,埋地安装于太阳能电池组件及风力发电机附近。由于当地冬季寒冷，需将蓄电池装到保温箱内。4控制设备简要说明由于广场照明负载功率较大，目前应用于城市道路的充放电控制器己经不符合要求。本项目开发的适合广场照明应用的控制器、电子元件选型满足系统长时间、大电流的冲击，电路板设计包含MPPT充电电路、驱动电路、光皱控制电路、放电电路与保护电路等，使控制电路满足广场集中照明供电，控制器散热设计满足

8、系统长时间稳定的工作，控制器功能设计集成时控、光控、调光控制;光敏器、吋间可自由设定，多段式调光控制。风光互补广场照明控制器设计采用模块化设计，使用分布式MPPT技术结合多相供电技术。采用单模块2kW—个模组，用2个并联组成4kW系统。电源转换工作效率达到92%以上，根据负载功率的不同需求灵活配置模块的数量，满足不同功率范围的广场照明系统的需要