淺談高速公路監控點風光離網供電系統的應用

林炯華，張 蒙

（廣東南方電信規劃咨詢設計院有限公司珠海分公司，珠海 519000）

1 風光離網供電系統的原理簡介

風光發電系統主要由風力發電部分、光伏發電部分、逆變系統、控制部分、蓄電池部分、負載等部分組成，系統原理圖如下圖所示：

2 風光離網供電系統的實例應用

2.1 負載用電詳情

負載功率：100W（參考取值）

工作時間：24小時

蓄電池供電時間：72小時

日最大耗電量：100W×24h=2.4kWh/天

風光功率分配：3（風電）：7（光電）（經驗值分配），則風機日發電量為720W，光伏系統日發電量為1680W。

2.2 光伏組件容量配置

光伏容量（WP）=（P×t×Q）/（T×η）

式中，P為負載的功率，單位Wp；t為負載每天的用電小時數，單位h；Q為蓄電池充電等的系統冗余系數，取值為1.2；T為當地標準日照小時數：3.97（參考取值，取平均值）；η為光伏系統的轉換效率（考慮溫度損失、灰塵遮蔽、充放電及輸配電的損失），一般取值0.65～0.9，此處取值0.65。

光伏組件容量=70×24×1.2÷3.97÷0.65＝781Wp

參考選擇太陽能電池組件單體容量200Wp和離網控制器模塊容量，光伏組件的實際安裝容量為781Wp，即：選用200W多晶組件4塊并聯。

2.3 風機容量配置

按地區年平均風速為4.09米/秒（參考取值），選用風機需滿足24小時發電為720W，即在4米/秒時的實際輸出功率為30W，考慮到風機發電系統效60%，則風機輸出功率至少為50W，選用500W風機在該風速下實際輸出功率為80W，可以滿足建設要求。

2.4 風光互補控制器

本項目選用1kW風光互補控制器一臺，實現對負載的供電及蓄電池的充放電管理功能，風機輸入為500W，光伏輸入為800W，最大輸出為24V40A。

2.5 蓄電池容量配置

蓄電池設計容量為：7200W/60%=12000Wh，可選2V500Ah蓄電池12節串聯為一組，為該系統提供72小時的供電需求。

2.6 高速高架橋護墩立桿工藝

（1）高速高架橋護墩安裝簡易基礎示意圖如下：

高速高架橋護墩安裝簡易基礎優點：造價比較低

高速高架橋護墩安裝簡易基礎缺點：承重小

高速高架橋護墩安裝簡易基礎造價：約0.3萬

（2）高速高架橋護墩改造增加桿體基礎示意圖如下：

高速高架橋護墩改造增加桿體基礎優點：承重大

高速高架橋護墩改造增加桿體基礎缺點：造價比較高

高速高架橋護墩改造增加桿體基礎造價：約1.5萬（4米桿）、1.7萬（6米桿）。