南水北调视频监控系统风光互补改造方案.doc

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1、南水北调中线工程南阳段太阳能视频监控系统优化方案一、背景现状南水北调中线工程南阳段现安装太阳能视频监控及广播系统约100余套，系统已安装完毕。自16年10月以后存在部分监控系统电量不足，视频广播掉线情况。供电系统由2块250W/24V太阳能板和12块600Ah/12V蓄电池组成。监控杆高8米，主要设备有监控摄像头、2个号角、功放、音频服务器、太阳能控制器、逆变器、变压器、I/O控制器、稳压电源、网络转换器等组成。二、原因分析经现场查看分析，导致系统工作不正常的原因可能主要存在三个方面。第一是气象环境方面，也是最重要的方面：其一是南阳地区日平均峰值

2、日照时间稍低于沿线其他地区，日平均峰值日照时间为3.8小时，而沿线其他地区约为4.0小时以上。其二是冬季太阳光线弱，且昼短夜长，12月份平均日峰值日照时间仅为2.6小时，导致系统每天发电量几乎难满足日用电量，更没有多余的电量存于蓄电池，如遇阴雨天气则导致蓄电池欠压断电，一蹶不振。其三是进入冬季及初春季节，受雾霾天气影响光照强度降低，使太阳能板发电功率大大降低，且春冬季节干燥多风，扬尘较大，太阳能板受浮灰遮挡进一步降低发电效率。第二是安装环境方面，其一是个别太阳能板存在桥梁、建筑物遮挡现象，使光伏板不能有效利用。其二是个别太阳能板上下两层距离较近，

3、存在上层遮挡下层光线现象，影响发电效率且可能造成热斑效应。第三是设备运行模式方面，个别地方摄像机或监控存在误动、频繁启动现象，造成用电量增大。总结起来，突出问题为发电量少用电量多。三、隐患及后果系统不能正常工作，除了影响系统的正常功能外，也对系统的寿命有较大影响。蓄电池的放电深度越深，寿命影响越大，而冬春季节蓄电池长期频繁地处于欠压状态，频繁的充电放电，将会降低蓄电池的使用寿命。四、改造方案1、系统用电量分析为解决系统用电量不足问题，首先分析系统的用电设备及功率，设备运行状态及时间，核算出系统每天的用电量，才能以此算出所需光伏板功率。根据南水北调

4、中线干线工程安防工程视频监控系统：太阳能供电系统负载测试记录进行计算。附件2如下：由于所有设备用电均由蓄电池供应，此处设备用电量均按照蓄电池输出实测电流进行计算。由上表可知，日间待机蓄电池输出电流2.21A；夜间待机蓄电池输出电流3.25A；摄像机旋转工作电流为0.59~0.65A，取0.65A；广播工作电流为8.3~8.75A，取8.75A；其中日间待机模式按每天12小时计算，夜间待机模式按照每天12小时计算，摄像机旋转模式按照每天1.5小时计算，广播模式按照每天1小时计算。则蓄电池每天放电量：Q=2.21*12+3.25*12+0.65*1.

5、5+8.75*1=75.25Ah蓄电池额定电压为24VDC，所以系统每天用电量为1.806KWh2、气象资料南阳地区月平均峰值日照时间如下表。月度平均峰值日照时数(kWh/m2/day)纬33 经112.51月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月年度平均22年平均值2.883.373.944.674.905.074.534.183.633.152.702.613.80其中全年平均峰值日照时数为3.8h，最高值为6月份5.07h，最低值为12月份2.61h。总干渠沿线各站年平均风速为1.8～3.1m/s左右，据相关气象部门统计，各站的

6、风速记录如下Error!Referencesourcenotfound.。站名一月四月七月十月年平均风速大风日数平均风速大风日数平均风速大风日数平均风速大风日数平均风速大风日数南阳2.50.12.90.62.30.22.20.12.53.0许昌2.70.82.91.72.10.42.00.42.48.4郑州3.53.53.73.12.60.92.61.13.123.0安阳2.30.73.53.62.20.82.10.72.515.5邢台1.80.33.12.71.90.71.70.42.19.9石家庄1.92.02.32.31.41.31.40.

7、81.817.4保定2.11.53.04.32.02.72.01.22.324.1北京2.93.13.43.91.81.12.11.42.526.73、系统方案设计鉴于南阳地区冬季有效日照时间短，春冬季节平均风速较大的特点，以及阴雨和下雪天平均风速较大的气候现象，且总干渠两岸地势开阔，平均风速相对较大，本项目推荐使用风光互补系统进行供电。已知负载每天用电量为1.806kWh。根据南阳市的风力情况及日照情况，结合监控设备的全天候不间断工作的特点，本系统采用风光互补独立发电作为电源，无市电等后备电源，这就要求系统必须满足最不利天气情况下的发电量能够满

8、足系统用电需求。为保证系统每天发电有结余，以备阴雨天使用，本系统按照每日有效发电量≥1.1倍的用电量。即，每天有效发电量（存储于电池及负