?

一、系統(tǒng)概述

? ? ? 目前遠(yuǎn)程監(jiān)控及超長距離監(jiān)控面臨很多挑戰(zhàn)，用交流220V供電的話，首先電纜線成本很高，同時(shí)距離不能太遠(yuǎn)（一般不超過2km）。其次是交流供電用的民用市電，經(jīng)常不是很穩(wěn)定，容易出現(xiàn)斷電或者電壓異常等現(xiàn)象。而太陽能供電系統(tǒng)剛好彌補(bǔ)了這些問題，同時(shí)也是響應(yīng)國家節(jié)能環(huán)保建設(shè)低碳經(jīng)濟(jì)的號召。

? ? ? 根據(jù)本項(xiàng)目的要求，使用1套太陽能風(fēng)能互補(bǔ)供電系統(tǒng)。太陽能供電選用XX科技有限公司生產(chǎn)的型號為429型太陽能供電產(chǎn)品，配置太陽能光伏板、800W風(fēng)機(jī)，8節(jié)12V/100AH蓄電池。

二、系統(tǒng)特點(diǎn)

? ? ? 太陽能風(fēng)能互補(bǔ)系統(tǒng)除具有一般太陽能供電系統(tǒng)的長壽命、無人值守、不間斷供電、直流無干擾、低壓安全、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)外，還具備下述特點(diǎn)：

1. 高效蓄能：采用最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）、智能充放電等技術(shù)，從充分利用太陽能、風(fēng)能和蓄電池電能兩方面提高能源利用效率。

2. 智能電源管理：根據(jù)不同用電設(shè)備的特點(diǎn)和重要程度合理分配電能，采用分步休眠等方式節(jié)省電能。

3. 精確配置：根據(jù)設(shè)備功耗、用電特征、工程當(dāng)?shù)靥柲芎惋L(fēng)能資源情況，對太陽能電池、風(fēng)力發(fā)電機(jī)和蓄電池進(jìn)行精確配置，確保以最低投資滿足客戶供電需求。

4. 高可用性：白天只需3小時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)光照時(shí)間即可實(shí)現(xiàn)長達(dá)7天不間斷續(xù)航時(shí)間，并可進(jìn)行應(yīng)急快速充電。

5. 寬工作環(huán)境：-40~60度寬溫度帶工作，適應(yīng)國內(nèi)任何地區(qū)的氣候條件。

6. 高可靠性：平均無故障時(shí)間超過5萬小時(shí)。

7. 安裝靈活：控制器、蓄電池可外掛安裝或地埋安裝，簡單易維護(hù)。

三、系統(tǒng)組成

? ? ? 系統(tǒng)主要由太陽能電池板、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組、蓄電池組件、節(jié)能及電源控制器等設(shè)備和后臺軟件組成，如下圖所示。

3.1節(jié)能及電源控制器

? ? ?本系統(tǒng)端機(jī)控制箱是安裝在外場監(jiān)控點(diǎn)上的一個(gè)控制設(shè)備，它由充放電控制器、節(jié)能蓄能控制器、蓄能耗能檢測器及信號防雷器等幾大部件組成。

? ? ? 充放電控制器可以同時(shí)監(jiān)測太陽能電池組件和蓄電池的電壓，同時(shí)它還采用了目前最先進(jìn)的最大功率點(diǎn)跟蹤（MPPT）技術(shù)，大幅度地提高了太陽能板的蓄能效率（提高約20~30%）。具有浪涌、反接、短路、過載等各種保護(hù)功能。

3.2太陽能電池組件

? ? ? ?本系統(tǒng)太陽能組件采用晶硅晶圓，由專業(yè)工廠封裝，光電轉(zhuǎn)換效率大于16%。滿足交通部《公路沿線設(shè)施太陽能供電系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范》 JT/T 594-2004的及其他相關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)要求。針對不同的外場監(jiān)控設(shè)備和工程地域的光資源情況，正確選配太陽能組件，保證在工程地域最小日照時(shí)間的月份也能使系統(tǒng)獲得足夠的太陽能能源。

3.3蓄電池組件

? ? ? 本系統(tǒng)蓄電池組件按系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求正確選配，選配時(shí)供電制式和電池容量要考慮以下幾個(gè)因素：

1. 由于本次項(xiàng)目用電設(shè)備為12VDC和24VDC供電，因此供電制式采用逆變系統(tǒng)，從而為設(shè)備提供專用電源。

2. 電池容量不宜太大或太小，太大雖然可以維持時(shí)間長但要把電池充滿也會時(shí)間很長。太小不能滿足陰雨天持續(xù)時(shí)間要求。正確的選擇應(yīng)該是在滿足陰雨天持續(xù)時(shí)間的基礎(chǔ)上盡可能地小。

3. 蓄電池盡量采用低溫特性好的產(chǎn)品，電池箱可以保溫但不要加溫。因?yàn)榧訙厮枰哪芰窟h(yuǎn)比電池因加溫而增加的能量要大。

3.4風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

? ? ? 采用水平軸全永磁懸浮風(fēng)力發(fā)電機(jī)組具有風(fēng)能利用率高，工作風(fēng)速區(qū)域?qū)挼膬?yōu)勢。經(jīng)對轉(zhuǎn)子、定子永磁磁路優(yōu)化和電磁磁路優(yōu)化，同時(shí)采取有效減少機(jī)械軸承靜壓力、動(dòng)載荷措施，使起動(dòng)阻力矩大幅減少（普通型為國家標(biāo)準(zhǔn)的1/5，全永磁懸浮型為國家標(biāo)準(zhǔn)的1/10），起動(dòng)和切入風(fēng)速同步大幅降低，有效實(shí)現(xiàn)了低風(fēng)速下提前起動(dòng)，提前切入到發(fā)電轉(zhuǎn)速和狀態(tài)的運(yùn)行效果，與同類傳統(tǒng)產(chǎn)品相比，同風(fēng)速下輸出電能多，功率大，發(fā)電效率高。

四、遠(yuǎn)程監(jiān)控軟件

? ? ? 監(jiān)控軟件符合國際工業(yè)監(jiān)控與開放式設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，支持國際通用通訊協(xié)議（支持串口RS485)，此軟件應(yīng)用現(xiàn)代測量技術(shù)與微處理器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信號測量和數(shù)據(jù)采集，并采用現(xiàn)代通信技術(shù)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)傳輸，利用計(jì)算機(jī)軟件和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，完成數(shù)據(jù)處理，具有以下功能：

4.1實(shí)時(shí)顯示

通過GIS地圖軟件，系統(tǒng)可實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)內(nèi)所有設(shè)備站點(diǎn)的組件電壓、組件電流、蓄電池電壓、蓄電池溫度、蓄電池剩余容量、負(fù)載電流等參數(shù)，并可以通過點(diǎn)擊設(shè)備號來查看每臺設(shè)備的具的圖標(biāo)顯示狀況，便于系統(tǒng)內(nèi)的各站點(diǎn)的集中監(jiān)控與管理。

4.2查詢與統(tǒng)計(jì)

監(jiān)控中心定時(shí)采集各監(jiān)控點(diǎn)的工作參數(shù)，并存儲于監(jiān)控計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)庫中，可隨時(shí)進(jìn)行查詢與統(tǒng)計(jì)，查詢和統(tǒng)計(jì)條件可按日期、時(shí)間、編號、等條件進(jìn)行組合查詢，結(jié)果表現(xiàn)形式多樣，可列表、直線圖紙、柱形圖、餅圖等。并可按照查詢和統(tǒng)計(jì)結(jié)果進(jìn)行智能分析，給出文字性的設(shè)備描述、設(shè)備故障分析，以及該設(shè)備的未來預(yù)測和維護(hù)保養(yǎng)建議。

4.3異常報(bào)警

設(shè)備工作狀態(tài)異常時(shí)，在監(jiān)控中心可進(jìn)行報(bào)警，報(bào)警類型可分級，并按照不同的報(bào)警類型和報(bào)警級別進(jìn)行不同的報(bào)警表現(xiàn)，報(bào)警后，自動(dòng)和人工消警后，系統(tǒng)自動(dòng)記錄進(jìn)數(shù)據(jù)庫，報(bào)警發(fā)生后，監(jiān)控中心可采取措施，關(guān)閉遠(yuǎn)端系統(tǒng)，或降級運(yùn)行。

4.4遠(yuǎn)程設(shè)置

可遠(yuǎn)程查看和設(shè)置各個(gè)站點(diǎn)的系統(tǒng)參數(shù)以及子系統(tǒng)參數(shù)（光伏子系統(tǒng)、風(fēng)力子系統(tǒng)），如每個(gè)站點(diǎn)的蓄電池容量、恢復(fù)提升電壓、過放電壓、恢復(fù)過放電壓、浮充電壓、溫度補(bǔ)償系數(shù)、控制器時(shí)鐘、監(jiān)控點(diǎn)ID等。

還可對子系統(tǒng)的組成部分進(jìn)行設(shè)置和監(jiān)視，如每一塊太陽能電池組件，以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)的工作參數(shù)，以及工作運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)。

4.5用戶管理功能

監(jiān)控軟件系統(tǒng)的用戶管理功能支持管理人員和維護(hù)人員等多級權(quán)限登錄，普通級別用戶登錄軟件系統(tǒng)后只能查看數(shù)據(jù)；高級別用戶登錄軟件系統(tǒng)后不僅可以查看數(shù)據(jù)，而且還可以遠(yuǎn)程設(shè)置各個(gè)站點(diǎn)的參數(shù)，這樣有利于專業(yè)人員對電站的管理，避免非專業(yè)人員的誤操作。

五、主要部件技術(shù)指標(biāo)

5.1太陽能電池組件

類型：單晶硅電池

l 太陽能板功率：≥480Wp；

l 填充因子FF：≥75%（測試條件AM1.5，1kW/m2）

l 最大功率電壓：>33V

l 最大功率電流：>3.5A

l 開路電壓：>42V

l 短路電流：>3.5A

l 轉(zhuǎn)換效率：≥17%；

l 發(fā)電性能要求：受惡劣天氣（風(fēng)沙、雨雪）的影響要小，具備弱光發(fā)電的性能。

l 組件轉(zhuǎn)化率：不低于16%。

l 壽命：不少于25年。

l 衰減率：一年內(nèi)不大于5%，以后基本保持穩(wěn)定。

l 機(jī)械性能：

低鐵鋼化絨面玻璃，覆抗紫外劑、抗氧化劑和固化劑的優(yōu)質(zhì)EVA膜層

鋁合金邊框，抗機(jī)械沖擊能力強(qiáng)

l 生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)：GB/T9535；

l 測試標(biāo)準(zhǔn)：IEC61215；

l 產(chǎn)品認(rèn)證：太陽電池組件同時(shí)提供IEC、TUV、UL、CE等相關(guān)認(rèn)證。

l 連接盒：采用滿足IEC標(biāo)準(zhǔn)的電氣連接，采用工業(yè)防水耐溫快速接插，防紫外線阻燃電纜。

l 安裝角度：根據(jù)現(xiàn)場情況確定最佳安裝角度。

l 其他：滿足交通部《公路沿線設(shè)施太陽能供電系統(tǒng)通用技術(shù)規(guī)范》，JT/T 594-2004的技術(shù)要求。

5.2風(fēng)力發(fā)電機(jī)組

l 風(fēng)機(jī)類型：水平軸

l 風(fēng)機(jī)與塔桿的連接方式：磁懸浮

l 超速保護(hù)：機(jī)械/電磁制動(dòng)，

l 傳動(dòng)方式：無齒輪箱直驅(qū)

l 充電：恒壓均衡充電

l 額定功率：400W

l 額定電壓：DC24V

l 風(fēng)車直徑：1800mm

l 葉片數(shù)（片）：3或4

l 葉片長度：800mm

l 葉片材質(zhì)：高效能發(fā)泡樹脂+復(fù)合材料

l 啟動(dòng)風(fēng)速：2.0 m/s

l 切入風(fēng)速：2.5 m/s

l 額定風(fēng)速：12m/s

l 工作風(fēng)速范圍：1~15m/s

l 安全風(fēng)速：50 m/s

l 抗大風(fēng)能力：60m/s

l 轉(zhuǎn)速：< 360

l 額定輸出電壓： 24VAC

l 保護(hù)方式（強(qiáng)風(fēng)、臺風(fēng)）:智慧型免剎車系統(tǒng)

5.3蓄電池

l 蓄電池類型：密封閥控式鉛酸免維護(hù)膠體蓄電池；

l 蓄電池容量：≥ 400AH

l 額定電壓：24VDC；

l 充電溫度補(bǔ)償系數(shù)：±0.04mv/℃；

l 最低工作性能：-10℃條件下蓄電池充放電效率不低于74%；

l 高溫工作性能：40℃條件下蓄電池充入電效率不低于95%；

l 無游離電解液，側(cè)倒90度仍可使用；

l 蓄電池采用強(qiáng)化涂膏式正極板設(shè)計(jì)，正極板厚度不低于4mm；

l 蓄電池采用膠體電池專用高分子微孔隔板；

l 鉛純度≥99%；

l 安全防爆；

l 蓄電池采用低阻鑲嵌式內(nèi)螺紋銅端子，確保無金屬鉛或鉛合金外露；

l 蓄電池壽命要求：設(shè)計(jì)壽命不小于18年，在-10℃~40℃環(huán)境下免維護(hù)連續(xù)工作3年后蓄電池容量衰減不超過30%。

5.4蓄電池保溫箱

l 埋地安裝

l 采用優(yōu)質(zhì)石棉夾層，夾層厚度5cm，均勻布設(shè)于保溫箱的兩層鋼板之間，鋼板厚度2mm，并采用40×40mm的角鋼作為其骨架，保證蓄電池的冬季保溫要求

l 無源、環(huán)境溫度-10℃~40℃條件下放置48小時(shí)箱內(nèi)溫度保持在0℃~30℃；

l 壁厚：100mm，可根據(jù)蓄電池尺寸及安裝要求調(diào)整箱內(nèi)結(jié)構(gòu)和外形尺寸。

l 防護(hù)等級：IP67

5.5節(jié)能及電源控制器

工作電壓：6~40V（寬電壓范圍，兼容12V和24V）

l 充電電流：60A

l 太陽能電池板類型：12V/24V；

l 數(shù)據(jù)通訊接口：RS232

l 通信速率：2400~9600 bps/s

l 應(yīng)急充電：蓄電池容量的30%安全快速充電電流；

l 整體功耗：≤1.5W（不超過額定充電電流的1%）；

l 充滿斷開電壓值：27.8～28.0V；

l 虧電斷開電壓值：21.5～21.7V；

l 恢復(fù)連接電壓值：26.2～26.4V；

l 溫度補(bǔ)償系數(shù)：-3～7mV/℃；

l 太陽能電池充電電流電壓檢測：檢測精度≤5%；

l 蓄電池放電電壓檢測：檢測精度≤5%；

l 蓄電池放電電流檢測：檢測精度≤5%；

l 控制損耗：不超過額定充電電流的1%；

l 充放電回路壓降：不超過系統(tǒng)額定電壓的5%；

l 應(yīng)急充電接口額定電流：≥100A；

l 具有液晶顯示屏，可以顯示相關(guān)參數(shù)；

l 可連接外部溫度傳感器；

l 內(nèi)置存儲器可記錄充放電數(shù)據(jù)；

l 過放保護(hù)及恢復(fù)可編程；

l 正、負(fù)極反接和短路保護(hù)

l 具有穩(wěn)壓功能，DV24±5%；

l 聯(lián)網(wǎng)功能：具有通信接口（RS232），與監(jiān)控分中心的視頻控制平臺構(gòu)成在線檢測網(wǎng)。太陽能狀態(tài)監(jiān)測軟件具有數(shù)據(jù)記錄、查詢、采集方式調(diào)整、編號查詢、聲光報(bào)警等功能，可保存一個(gè)月的狀態(tài)數(shù)據(jù)。監(jiān)控軟件支持WINDOWS XP/2000/2003等操作系統(tǒng)。太陽能供電系統(tǒng)監(jiān)測軟件具有與分中心監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)器校時(shí)功能。

l 工作溫度：－40℃~＋60℃

l 工作濕度：30%~95%

l 防護(hù)性能：滿足IP65

5.6蓄電池防護(hù)箱

l 304不銹鋼制作，具有良好的防腐和完善的防海水功能，并保證能夠長期承受海水不變形。

l 防護(hù)等級：IP65

六、設(shè)備安裝

? ? 太陽能板放置形式：根據(jù)現(xiàn)場情況調(diào)節(jié)到最佳角度；

? ? 太陽能板安裝方式：太陽能板分2層安裝，凈空5米以上支架連接，連接牢固能夠抵抗40m/s風(fēng)速，并保證無遮擋物，不得侵占車道以上凈空；安裝支架與攝像機(jī)立柱的連接應(yīng)牢固、美觀并易于調(diào)整；爬梯安裝應(yīng)注意協(xié)調(diào)、美觀，并且與太陽能板不在同一方向。

? ? 蓄電池安裝方式：放置在不銹鋼防護(hù)箱內(nèi)；

? ? 充放電控制器安裝方式：安裝在攝像機(jī)立柱上的控制箱內(nèi)；

? ? 防護(hù)箱安裝方式：安裝于海上平臺安全位置，在不妨礙交通的位置，不銹鋼膨脹螺栓固定，和監(jiān)控桿之間的連接也必須用不銹鋼管連接。