黄河宁夏段干流水情视频监测站供电系统设计

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1、黄河宁夏段干流水情视频监测站供电系统设计奎硕王彦兵荀萑里温晓嵘宁夏回族自治区水文水资源勘测局宁夏渠首管理处供电系统是水情视频监测站建设的重要内容。介绍了黄河宁夏段干流水情监测系统建设概况和视频监测站点供电方案设计，并针对无法提供市电电源的视频监测站点，设计采用了风光互补发电系统作为其供电方式，为水情视频监测系统提供可靠、稳定的供电，保障其在全天候条件下不间断地工作。关键词：水情;视频监测;供电系统;设计;水情视频监测系统必须在全天候条件下，长期不间断地工作，所有的设计都应考虑到高可靠性工作的要求。除了设备本身等因素外，可靠、稳定的电源是水情视频监测站正常工作的必要条件。由

2、于各站点的供电条件和要求差别很大，为了保证高可靠、稳定的供电，需耍对水情视频监测点供电系统进行专门的设计。1建设概况为了进一步加强黄河汛情、凌情监测的吋效性和准确性，充分发挥自动化建设成果在监测工作屮的作用，提高信息采集、传输、处理和防汛、防凌指挥调度决策的时效性和准确性，宁夏水利厅建设覆盖黄河宁夏段397kM干流的全区域水情监测系统。水情视频监测站建设是黄河宁夏段干流水情监测系统工程建设的重耍内容。根据黄河宁夏段干流水情监测系统工程建设规划，新增建设水位视频一体化监测站13处、新増建设视频监测站18处。建成后，黄河宁夏段干流将有自动监测水位站30处，视频监测站48处（其

3、中水位视频一体化监测站30座、视频监测站18座），覆盖黄河宁夏段干流主要工情、险情断面。2总体设计2.1供电方案设计根据黄河宁夏段干流水情监测系统工程建设规划，48处视频监测站中，原有11处测站己引入电源，其余37处监测站均需配套建设电源供电系统。各测站的电源供电方式有4种可选方案：（1）由附近泵站、自有管理所、水管机构电缆引入；（2）由附近建筑物、居民住所电缆引入；（3）附近有农电线路、公用供电线路经过的，可以协调相关供电部门采用电缆方式引入；（4）不满足以上引入条件的，建设风光互补发电系统。经现场实地调研和勘察，确定黄河宁夏段干流水情监测系统工程的供电设计方案如下：（

4、1）测站附近有市电接入资源、可接入市电的站点共19处，按市电接入方式供电;采用KVV-3X2.5mm电源电缆挖沟埋设的方式实现，埋设深度1.2m（冻土层以下）；经测量，电缆总长度为5980m，最远的测点距离取电点2.lkm。（2）其余18处站点无法接入市电，拟采用风光互补供电系统;其中电池组按照2块200AH太阳能发电专用电池配置，风力发电机采用400Wp垂直轴磁悬浮风力发电机，效率35%;太阳能供电采用300W（2X150Wp）单晶硅太阳能电池板发电，效率16.8%。（3）考虑在特殊天气情况下，如无风且阴雨天气条件下供电系统能保障视频监测站3天正常工作。（4）风光互补供

5、电系统能够抗击沙尘暴的影响。（5）风光互补供电系统的电池在塔杆底部埋地安装，埋深1.2m;塔杆底部存放电池的控制器箱采用防盗锁设计。（6）供电系统都加装防雷保护装置。2.2风光互补供电系统设计宁夏回族自治区位于北纬35°14'〜39°23',东经104°17'〜107°39'之间，处在中国西部的黄河上游地区，太阳能资源为中级水平，风能资源较为丰富，年闩照时数约为2060h,太阳年辐射量5225年MJ/m,3m/s以上风速时数约为3850h/年。因此，无法提供市电电源的视频监测站点采用风光互补发电系统作为其供电方式是切实可行的。风光互补供电设计应该考虑：（1）风资源和光资源

6、的不稳定性对风力发电机和太阳能光伏板的发电量有影响，同时每个安装立杆的微观环境不同，风、光资源有不同程度的差异，因此，风力发电机和光伏板的发电量在不同时间也有差异。（2）风力发电机、太阳能光伏板、安装立杆、监控设备必须选择合适的类型，并根据现场勘测实际情况，制定合适方案。2.2.1风光互补供电系统设计技术要求。（1）能充分利用风能、太阳能可再生能源，保证常年不间断供电。（2）适用的环境工作条件。温度:-20°C〜+50°C;湿度:95%;海拔:900m〜1500m;太阳辐射总量：150千卡/cm;年日照:2000h。（3）风力发电机。工作风速:r30m/s;安全风速:瞬时

7、极限风速为60m/s。（4）太阳能光伏板。抗风压:60m/s（200kg/m）;抗冲击性能:抗冰雹;封装方式:钢化玻璃层压。（5）控制器的工作温度:-30°C~+50°C。（6）稳定性保障:运行平稳、安全可靠，在无人值守条件下能全天候使用。（7）无电磁干扰:风力发电机及其充电控制器不会对周围环境产生有害的电磁影响（符合1ECCISRR11要求）。（8）产品质量保障。风力发电机组的设计、制造、产品质量执行国家和行业有关标准，产品的质量保证体系符合GB/T19001-2000、IS09001:2000标准规定，符合Q/TM0CU-