浅谈高速公路监控点风光离网供电系统的应用

林炯华，张 蒙

（广东南方电信规划咨询设计院有限公司珠海分公司，珠海 519000）

1 风光离网供电系统的原理简介

风光发电系统主要由风力发电部分、光伏发电部分、逆变系统、控制部分、蓄电池部分、负载等部分组成，系统原理图如下图所示：

2 风光离网供电系统的实例应用

2.1 负载用电详情

负载功率：100W（参考取值）

工作时间：24小时

蓄电池供电时间：72小时

日最大耗电量：100W×24h=2.4kWh/天

风光功率分配：3（风电）：7（光电）（经验值分配），则风机日发电量为720W，光伏系统日发电量为1680W。

2.2 光伏组件容量配置

光伏容量（WP）=（P×t×Q）/（T×η）

式中，P为负载的功率，单位Wp；t为负载每天的用电小时数，单位h；Q为蓄电池充电等的系统冗余系数，取值为1.2；T为当地标准日照小时数：3.97（参考取值，取平均值）；η为光伏系统的转换效率（考虑温度损失、灰尘遮蔽、充放电及输配电的损失），一般取值0.65～0.9，此处取值0.65。

光伏组件容量=70×24×1.2÷3.97÷0.65＝781Wp

参考选择太阳能电池组件单体容量200Wp和离网控制器模块容量，光伏组件的实际安装容量为781Wp，即：选用200W多晶组件4块并联。

2.3 风机容量配置

按地区年平均风速为4.09米/秒（参考取值），选用风机需满足24小时发电为720W，即在4米/秒时的实际输出功率为30W，考虑到风机发电系统效60%，则风机输出功率至少为50W，选用500W风机在该风速下实际输出功率为80W，可以满足建设要求。

2.4 风光互补控制器

本项目选用1kW风光互补控制器一台，实现对负载的供电及蓄电池的充放电管理功能，风机输入为500W，光伏输入为800W，最大输出为24V40A。

2.5 蓄电池容量配置

蓄电池设计容量为：7200W/60%=12000Wh，可选2V500Ah蓄电池12节串联为一组，为该系统提供72小时的供电需求。

2.6 高速高架桥护墩立杆工艺

（1）高速高架桥护墩安装简易基础示意图如下：

高速高架桥护墩安装简易基础优点：造价比较低

高速高架桥护墩安装简易基础缺点：承重小

高速高架桥护墩安装简易基础造价：约0.3万

（2）高速高架桥护墩改造增加杆体基础示意图如下：

高速高架桥护墩改造增加杆体基础优点：承重大

高速高架桥护墩改造增加杆体基础缺点：造价比较高

高速高架桥护墩改造增加杆体基础造价：约1.5万（4米杆）、1.7万（6米杆）。