基于微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的高速公路遠(yuǎn)程智能供電系統(tǒng)V2.0

1、基于微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的高速公路遠(yuǎn)程智能供電系統(tǒng)2014年12月25日高速公路供電情況概述現(xiàn)有供電系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)基于市電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程供電產(chǎn)品高速公路超小型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能供電內(nèi)容全程監(jiān)控系統(tǒng)的建設(shè)的需要o公路沿線的攝像機(jī)、車牌識(shí)別等視頻監(jiān)控設(shè)備o公路沿線氣象檢測(cè)、微波車輛檢測(cè)等信息采集設(shè)備o公路沿線可變情報(bào)板等信息發(fā)布設(shè)備o公路沿線信息傳輸設(shè)備ITS系統(tǒng)的發(fā)展需要o多義性路徑識(shí)別o其他電子設(shè)備高速公路供電情況概述為何供電特點(diǎn)：沿線分布、遠(yuǎn)近不一、功率各異、電子設(shè)備對(duì)電源要求各異高速公路供電情況概述如何供電1、傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的供電系統(tǒng)1）通過10KV架空線，在設(shè)備附近建立廂變或地埋變，降壓至380V/220V接

2、入2）收費(fèi)站/服務(wù)區(qū)變電站左右3Km直接380V/220V用鎧裝直埋電纜接入3）收費(fèi)站服務(wù)區(qū)變電站低壓側(cè)將380V中壓升壓至660V，通過直埋電纜或架空線傳輸至設(shè)備側(cè)，在設(shè)備側(cè)分布降壓至380V/220V2、分布式供電1）在設(shè)備側(cè)采用光伏供電，蓄電池儲(chǔ)能，采用逆變器或DC/DC直流變壓滿足設(shè)備供電需求2）在設(shè)備側(cè)采用風(fēng)光互補(bǔ)供電，蓄電池儲(chǔ)能，采用逆變器或DC/DC直流變壓滿足設(shè)備供電需求3、直流遠(yuǎn)程供電（近幾年剛出現(xiàn)）1）UPS+直流遠(yuǎn)程供電2）無(wú)UPS直流遠(yuǎn)程供電高速公路供電情況概述現(xiàn)有供電系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)基于市電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程供電產(chǎn)品高速公路超小型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能供電內(nèi)容挑戰(zhàn)一、新建高速公路挑戰(zhàn)

3、二、已建成高速公路現(xiàn)有供電系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)的供電系統(tǒng)面臨的問題1.1)的10KV-380V/220V方式o需要電網(wǎng)公司或電力施工資質(zhì)進(jìn)行施工o需要市電電網(wǎng)擴(kuò)容或接入審批o成本高1.2)的3Km內(nèi)供電方式o只能解決3Km附近的設(shè)備供電o電纜和電纜埋設(shè)成本高o無(wú)法解決3Km-25Km范圍內(nèi)的其他設(shè)備供電1.3）的380V-660V-380V/220V方式o設(shè)備遠(yuǎn)近不同，造成末端電壓不同，需要選用不同電壓等級(jí)的降壓變壓器o電纜直埋成本較高，架空線施工不便，成本高o防盜性較差分布式供電系統(tǒng)面臨的問題2.1)光伏供電o季節(jié)變化影響發(fā)電效率o同季節(jié)天氣狀況變化影響發(fā)電效率o地域性差異影響發(fā)電效率o夜

4、晚無(wú)法發(fā)電2.2)風(fēng)光互補(bǔ)供電o風(fēng)力發(fā)電機(jī)高度有限，易受環(huán)境影響o風(fēng)力的季節(jié)性差異太大，無(wú)法與光伏互補(bǔ)o造價(jià)高，施工難度大分布式供電的共性問題o靠蓄電池儲(chǔ)能平衡氣候變化的影響，拉高建設(shè)成本o蓄電池壽命2-3年，需要重復(fù)投入o蓄電池需要保溫、防水、防止長(zhǎng)期虧電否則進(jìn)一步縮短壽命o維護(hù)成本高。需要清雪、除塵等直流遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)面臨的問題基于電信應(yīng)用開發(fā)，不符合高速公路使用環(huán)境電力傳輸距離較近，一般以5Km以內(nèi)距離傳輸效果好使用環(huán)境苛刻，電源供應(yīng)端一般置于機(jī)房環(huán)境，不適合野外環(huán)境國(guó)家規(guī)范電壓等級(jí)為400V，此電壓等級(jí)下，無(wú)法保證較大功率用較細(xì)電纜傳輸。線路短路時(shí)因直流固有的“拉弧”現(xiàn)象，易引發(fā)火災(zāi)挑戰(zhàn)

5、一、新建高速公路挑戰(zhàn)二、已建成高速公路現(xiàn)有供電系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)已建成高速公路，未實(shí)施全程監(jiān)控傳統(tǒng)方式供電o電力電纜的埋設(shè)需要破壞邊坡或邊溝，容易損毀路基，材料成本和施工成本都較高o需要考慮電力電纜的防盜問題分布式供電o除與新建高速公路面臨同樣挑戰(zhàn)外，施工安全性低，施工成本高o缺陷責(zé)任期內(nèi)如果蓄電池?fù)p壞，修復(fù)成本降低項(xiàng)目利潤(rùn)已建成高速公路，已實(shí)施全程監(jiān)控3Km內(nèi)傳統(tǒng)方式供電o部分區(qū)域電力電纜已經(jīng)被盜分布式供電o部分區(qū)域蓄電池?fù)p壞，導(dǎo)致設(shè)備無(wú)效o太陽(yáng)能電池板設(shè)計(jì)發(fā)電容量偏低，導(dǎo)致冬季供電不足，設(shè)備無(wú)法工作o長(zhǎng)時(shí)間虧電導(dǎo)致蓄電池容量降低較大，連續(xù)陰雨天或霧霾天設(shè)備無(wú)法工作o太陽(yáng)能電池板污損導(dǎo)致發(fā)電效率

6、降低，無(wú)法支撐長(zhǎng)時(shí)間應(yīng)用o總是需要給蓄電池緊急充電，維護(hù)成本居高不下o傳統(tǒng)供電分布式供電直流遠(yuǎn)程供電怎么辦？如何應(yīng)對(duì)市場(chǎng)的需求變化？如何解決現(xiàn)有的問題？高速公路供電情況概述現(xiàn)有供電系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)基于市電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程供電產(chǎn)品高速公路超小型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能供電內(nèi)容基于市電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程供電產(chǎn)品基于市電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程供電產(chǎn)品所謂局端設(shè)備，是指放置于變電室的電源發(fā)生器， 用于將市電變換后輸出至外場(chǎng) 設(shè)備側(cè)所謂遠(yuǎn)端設(shè)備是指放置于路側(cè)用電設(shè)備處的隔離電源轉(zhuǎn)換器，用于將傳輸過來(lái)的電能轉(zhuǎn)換為市電局端設(shè)備電源發(fā)生器遠(yuǎn)端設(shè)備隔離電源轉(zhuǎn)換器基于市電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程供電產(chǎn)品高速公路供電需要什么樣的產(chǎn)品？o設(shè)備分布在公路沿線，電壓功率

7、需求不一o供電距離為變電站兩側(cè)25Km以內(nèi)o供電效率盡量高，即線損盡量小o較容易的施工方式o較低的建設(shè)成本o設(shè)備側(cè)電壓等級(jí)最好為交流220V，這樣減少設(shè)備選型的壓力o用電安全等級(jí)不低于市電供電問題的解決o高速公路中央隔離帶的硅芯管，可以用吹纜的方式來(lái)敷設(shè)電纜o供電系統(tǒng)在設(shè)備側(cè)可以提供高質(zhì)量的交流220V電源（方便設(shè)備使用，方便施工使用）o供電系統(tǒng)可以在380V發(fā)生偏相、缺相等情況下正常使用o供電系統(tǒng)能夠適應(yīng)農(nóng)電的電力質(zhì)量較差的現(xiàn)狀o供電系統(tǒng)既高效又安全基于市電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程供電產(chǎn)品產(chǎn)品定義所謂基于市電遠(yuǎn)程供電產(chǎn)品，是指：1）遠(yuǎn)程供電產(chǎn)品的輸入端采用市電規(guī)格輸入（即：380V/220V交流輸入），2

8、）在公路沿線采用市電規(guī)格輸出（即，380V/220V交流輸出），3）電力的傳輸線纜采用26mm2210mm2的電力電纜，通過硅芯管敷設(shè)，4）傳輸過程中的電力采用“浮地”系統(tǒng)以保證用電安全，線路總負(fù)載不超過15KVA的供配電產(chǎn)品?；咎攸c(diǎn)供電距離為變電站兩側(cè)025Km單一負(fù)載功率不高于5KVA總負(fù)載功率內(nèi)，供電設(shè)備數(shù)量不限設(shè)備側(cè)供電單元，同功率可等效替換，方便維護(hù)基于市電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程供電產(chǎn)品技術(shù)規(guī)格所謂局端設(shè)備，是指放置于變電室的電源發(fā)生器， 用于將市電變換后輸出至外場(chǎng) 設(shè)備側(cè)所謂遠(yuǎn)端設(shè)備是指放置于路側(cè)用電設(shè)備處的隔離電源轉(zhuǎn)換器，用于將傳輸過來(lái)的電能轉(zhuǎn)換為市電已建成全程監(jiān)控，采用光伏/風(fēng)光互補(bǔ)供電

9、，部分或全部蓄電池故障，怎么辦？能夠?qū)⒐夥?風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)高效利舊？高速公路供電情況概述現(xiàn)有供電系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)基于市電系統(tǒng)的遠(yuǎn)程供電產(chǎn)品高速公路超小型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能供電內(nèi)容微電網(wǎng)微電網(wǎng)（Micro-Grid）也譯為微網(wǎng)，是一種新型網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，是一組微電源、負(fù)荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)和控制裝置構(gòu)成的系統(tǒng)單元。微電網(wǎng)是一個(gè)能夠?qū)崿F(xiàn)自我控制、保護(hù)和管理的自治系統(tǒng)，既可以與外部電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行，也可以孤立運(yùn)行。微電網(wǎng)是相對(duì)傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個(gè)概念，是指多個(gè)分布式電源及其相關(guān)負(fù)載按照一定的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)組成的網(wǎng)絡(luò)，并通過開關(guān)關(guān)聯(lián)至常規(guī)電網(wǎng)。 微電網(wǎng)能夠充分促進(jìn)分布式電源與可再生能源的大規(guī)模接入，實(shí)現(xiàn)對(duì)負(fù)荷多種能源形式的高可靠供

10、給，是實(shí)現(xiàn)主動(dòng)式配電網(wǎng)的一種有效方式，是傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)過渡。高速公路超小型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能供電已建成光伏/風(fēng)光互補(bǔ)分布式供電系統(tǒng)的高速公路，因?yàn)椴糠只蛘呷啃铍姵氐氖?，供電系統(tǒng)處于部分/全部失效狀態(tài)分布式發(fā)電系統(tǒng)還在生命周期內(nèi)如何將有效的發(fā)電設(shè)備再利用？新建高速公路供電系統(tǒng)，能否兼顧光伏/風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電（以下稱分布式發(fā)電）和遠(yuǎn)程供電的優(yōu)點(diǎn)，在分布式發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電不足的情況下按需從市電取電？高速公路超小型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)高速公路超小型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能供電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)智能充放電控制系統(tǒng)替代系統(tǒng)中原有的充放電控制器最近端智能充放電控制系統(tǒng)通過升壓降壓系統(tǒng)與遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)相連接智能充放電控制系

11、統(tǒng)通過升壓降壓系統(tǒng)相互連接智能充放電控制系統(tǒng)之間的連接電纜與遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)的電纜同規(guī)格，敷設(shè)方式通過吹纜高速公路超小型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能供電功能簡(jiǎn)述智能充放電控制系統(tǒng)完全具備系統(tǒng)中原有的充放電控制器的功能智能充放電控制系統(tǒng)可自動(dòng)檢測(cè)蓄電池的可用性和性能。在蓄電池失效的狀態(tài)下，將蓄電池從系統(tǒng)中自動(dòng)剝離，并提供故障報(bào)警無(wú)蓄電池狀態(tài)分布式發(fā)電系統(tǒng)中的發(fā)電設(shè)備依然可用智能充放電控制系統(tǒng)在分布式發(fā)電系統(tǒng)所提供電能不足的情況下自動(dòng)從微電網(wǎng)中獲取如蓄電池可用，智能充放電控制系統(tǒng)在分布式發(fā)電系統(tǒng)所提供電能過剩的情況下，優(yōu)先給蓄電池充電。還有電能過剩的情況下自動(dòng)將多余電能上傳至微電網(wǎng)分布式發(fā)電系統(tǒng)無(wú)法提供電能時(shí)，自

12、動(dòng)從微電網(wǎng)獲取高速公路超小型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能供電幾種典型應(yīng)用已建設(shè)分布式供電系統(tǒng)，但由于部分蓄電池?fù)p毀，導(dǎo)致供電不正常應(yīng)用：將所有分布式供電系統(tǒng)相互連接，分布式供電系統(tǒng)與遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)連接。在太陽(yáng)/風(fēng)能充足情況下，優(yōu)先使用太陽(yáng)/風(fēng)能發(fā)電 ，多發(fā)電力在可用蓄電池中儲(chǔ)存，如蓄電池全部不可用，則將多余電能泄放；在太陽(yáng)/風(fēng)能不足情況下，優(yōu)先使用蓄電池電能，在蓄電池電能不足情況下，從遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)獲得電能差額。如有需要，也可對(duì)蓄電池充電。 高速公路超小型微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的智能供電幾種典型應(yīng)用新建高速公路遠(yuǎn)程供電應(yīng)用：1）不采用蓄電池儲(chǔ)能。將所有分布式供電系統(tǒng)相互連接，分布式供電系統(tǒng)與遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)連接。在太陽(yáng)/風(fēng)能充足情況下，優(yōu)先使用太陽(yáng)/風(fēng)能發(fā)電 ，多發(fā)電能自動(dòng)泄放；在太陽(yáng)/風(fēng)能不足情況下，從遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)獲得電能差額。 2）采用蓄電池儲(chǔ)能。應(yīng)用模式同已建成分布式供電的高速公路。高速公路超