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)V20

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(guò)10KV架空線，在設(shè)備附近建立廂

2、變或地埋變，降壓至380V/220V接入 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(guò)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/220V 2、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

3、 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)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(wèn)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(wèn)

4、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(wèn)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(wèn)題 基于電信應(yīng)用開(kāi)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

5、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)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(wèn)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

6、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(wèn)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

7、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(guò)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(wèn)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）

8、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）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(guò)硅芯管敷設(shè)， 4）傳輸過(guò)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(guò)15KVA的供配電產(chǎn)品。 基本特點(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

9、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(guò)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，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

10、、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(guò)開(kāi)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(guò)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?效，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)

11、 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(guò)升壓降壓系統(tǒng)與遠(yuǎn)程供電系統(tǒng)相 連接 智能充放電控制系統(tǒng)通過(guò)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(guò)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

12、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(guò) 剩的情況下，優(yōu)先給蓄電池充電。還有電能過(guò)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)

13、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