高速公路供電系統(tǒng)電源選擇方案探討

高速公路供電系統(tǒng)電源選擇方案探討10kVUPS源供電系統(tǒng)，太陽(yáng)能供電系統(tǒng)等為主，本文主要簡(jiǎn)要分析這些高速公路供電系統(tǒng)的特征和優(yōu)缺點(diǎn)。另外，由于中國(guó)自然環(huán)境區(qū)別較大，高速公路供電電源的選擇也表現(xiàn)多樣化而且各有特色。關(guān)鍵詞：供電方式；高速公路；UPS；太陽(yáng)能；風(fēng)能；風(fēng)光互補(bǔ)前言隨著社會(huì)進(jìn)一步發(fā)展和信息化進(jìn)程的推進(jìn)，目前國(guó)內(nèi)對(duì)高速公路供電電源的穩(wěn)定性、環(huán)保性、經(jīng)濟(jì)性和持久性都有了更高的要求。而目前隨著機(jī)電系統(tǒng)智能化的高速發(fā)展在供電系統(tǒng)中的大量運(yùn)用，為機(jī)電系統(tǒng)提供安全、可靠、經(jīng)濟(jì)的電力供應(yīng)，確保了高速公路供電系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。因此探討高速公路機(jī)供電電源有著非常大的經(jīng)濟(jì)意義。UPS電源UPS，收費(fèi)系統(tǒng)等提供穩(wěn)定、不間斷的電力供應(yīng)。當(dāng)市電輸入正常時(shí)，UPS將市電穩(wěn)壓UPS保護(hù)負(fù)載，不讓負(fù)載因市電的電壓波動(dòng)而造成損壞，同時(shí)它還向機(jī)內(nèi)電池充電；當(dāng)市電停電或者因故斷電時(shí)，UPS立即將電池的直流電能，通過(guò)逆變器切換轉(zhuǎn)換220V/380V的電源，使負(fù)載維持正常工作。UPS應(yīng)用方案單機(jī)供電系統(tǒng)單機(jī)供電系統(tǒng)因?yàn)楣收下瘦^其他方案高，所以在一些電電源環(huán)境比較好的地方一般不使用，而在較偏遠(yuǎn)的場(chǎng)所如隧道等使用較多。UPS一般作為隧道監(jiān)控系UPSUPS維護(hù)等操作，降低了維護(hù)難度，實(shí)行零停機(jī)工作。雙機(jī)供電體系或多機(jī)體系雙機(jī)供電體系普遍用于高速公路收費(fèi)站收費(fèi)車(chē)道供電系統(tǒng)。此體系體現(xiàn)為在UPSUPS損壞而影響到整個(gè)收費(fèi)系統(tǒng)的正常運(yùn)作?；閭浞萁鉀Q方案。UPS2臺(tái)容量相UPS2UPS始終同步，確保系統(tǒng)切換順暢。UPS電源供電的特點(diǎn)UPS的供電模式可以分為UPS給特定區(qū)域內(nèi)的全部的設(shè)備進(jìn)行供電。分布式供電是根據(jù)負(fù)載的需要配備相應(yīng)的UPS進(jìn)行供電。集中式和分布式的優(yōu)缺點(diǎn)如下：UPS使用效率高、設(shè)備工作環(huán)境好，壽命長(zhǎng)，缺點(diǎn)是因?yàn)樵O(shè)備損壞而導(dǎo)致停電的風(fēng)險(xiǎn)集中。。維護(hù)困難、成本高、UPS使用效率低等因?yàn)榉稚⑹焦╇娔Ｊ饺秉c(diǎn)較多，故目前高速公路收費(fèi)站主要采用集中式供電。太陽(yáng)能供電系統(tǒng)。太陽(yáng)供電系統(tǒng)的組成太陽(yáng)能體系的構(gòu)成：電池板，逆變器，電控裝置等部件組成。電池板會(huì)在白天將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)換為電能和化學(xué)能。一方面為負(fù)載提供電電能，另一方面將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，在負(fù)荷需要時(shí)又將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能供負(fù)載使用[1]。太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的特點(diǎn)確定電池的大小。目前的發(fā)展技術(shù)，太陽(yáng)能供電系統(tǒng)基本上可實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守，維護(hù)成本低。3010年以上。+的天數(shù)有限。10kW100㎡，平均每平方100W。太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的的運(yùn)用為了實(shí)現(xiàn)高速公路上所有的負(fù)荷的供電，必然面臨偏遠(yuǎn)地區(qū)單點(diǎn)設(shè)備的供電保障問(wèn)題。太陽(yáng)能的使用可以更好地解決偏遠(yuǎn)地區(qū)設(shè)備供電的問(wèn)題，使用了太陽(yáng)能供電系統(tǒng)的單點(diǎn)的外場(chǎng)設(shè)備供電系統(tǒng)不需從電網(wǎng)拉電或者設(shè)置箱變，也就不需要額外支出電費(fèi)。太陽(yáng)能電池規(guī)模大小可靈活配置，大到百萬(wàn)千瓦的中型電站，小到只供單點(diǎn)用電的獨(dú)立太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)，這些特點(diǎn)是其他電源無(wú)法比擬的。風(fēng)能供電系統(tǒng)風(fēng)能供電系統(tǒng)的組成風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)是通過(guò)自然風(fēng)吹動(dòng)的發(fā)電機(jī)風(fēng)葉，將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為電能蓄電池等。風(fēng)能供電系統(tǒng)的特點(diǎn)風(fēng)力發(fā)電的使用和太陽(yáng)能系統(tǒng)類(lèi)似，可以單點(diǎn)設(shè)置，不依賴傳統(tǒng)電網(wǎng)與變電所。風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)管理維護(hù)簡(jiǎn)單，不消耗任何資源，也不會(huì)污染環(huán)境，是一種清潔能源。風(fēng)能供電系統(tǒng)供電的生命周期長(zhǎng)，安全可靠，運(yùn)營(yíng)成本低。然而，純風(fēng)電也存在氣候、地理?xiàng)l件要求高，供電的不穩(wěn)定性等特點(diǎn)，影響機(jī)電設(shè)備的正常使用，在高速公路上較少應(yīng)用。風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)工作原理高速公路上的一些用電負(fù)荷是全天24小時(shí)都在運(yùn)行的，例如高速公路收費(fèi)站的收費(fèi)、監(jiān)控、通信系統(tǒng)，這些負(fù)荷的功率不大但耗電可觀，對(duì)高速公路的正常運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。利用風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)為高速公路提供電力不僅節(jié)省了能源降低了成本，而且減少了對(duì)電纜的維護(hù)成本。風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)，太陽(yáng)能電池板，控制器和逆變器等。在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中，風(fēng)能通過(guò)風(fēng)力渦輪機(jī)將風(fēng)的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電力給電池組充電，通過(guò)逆變器提供電力給負(fù)載使用。在電力負(fù)荷需要供電時(shí)電池向負(fù)荷供電。一般情況下，風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電可以獨(dú)自發(fā)電也可以同時(shí)發(fā)電[2]。風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)的特點(diǎn)在沒(méi)有光照時(shí)，往往風(fēng)能比較豐富，而在沒(méi)有風(fēng)能時(shí)往往光照比較豐富。所維護(hù)方便，但受環(huán)境因素影響較大，在無(wú)風(fēng)雨天等極端條件下，該系統(tǒng)完全依賴電池，可靠性無(wú)法保證，后期維護(hù)難度大。遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)的構(gòu)成遠(yuǎn)距離供電系統(tǒng)包括電源發(fā)生器、隔離變換器、供電電纜。本系統(tǒng)通過(guò)智能分布式節(jié)能供電系統(tǒng)與供電系統(tǒng)隔離，通過(guò)配套的智能均衡負(fù)載穩(wěn)壓電源輸出單相0.6-1KV電壓，此等級(jí)電壓通過(guò)供電電纜將電力輸送到各用電點(diǎn)，在用電點(diǎn)（外場(chǎng)監(jiān)控?cái)z像頭等設(shè)備）再通過(guò)分布式智能開(kāi)關(guān)電源將單相0.6-1KV電壓轉(zhuǎn)變?yōu)?20V電壓向負(fù)載供電。遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)的特點(diǎn)系統(tǒng)利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)監(jiān)控中心、上端電源、下端電源、用電設(shè)備之間智能通信與控制，具有智能選擇性對(duì)負(fù)載進(jìn)行不間斷供電、多電源保護(hù)、故障旁路、可調(diào)負(fù)載工作電壓等多種智慧電源功能，是物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在交通行業(yè)、電力應(yīng)用領(lǐng)域的良好結(jié)合。AC380V三相輸入，根據(jù)輸出負(fù)載電流的變化及時(shí)調(diào)整0.2～1kV流調(diào)節(jié)輸出電壓，保證最終輸出電壓穩(wěn)定在合理范圍。主干線路傳輸電壓適時(shí)浮動(dòng)，達(dá)到了無(wú)需人工干預(yù)的自適應(yīng)傳輸效果。6.結(jié)論從成本，經(jīng)濟(jì)性，可靠性，能源