為了解決高速公路沿線監(jiān)控設(shè)備的供電問題，可以引入太陽能供電、風(fēng)力發(fā)電或風(fēng)光互補(bǔ)供電，各地區(qū)可根據(jù)當(dāng)?shù)靥柲苜Y源、風(fēng)力資源以及系統(tǒng)的供電需求，來選擇適合的解決方案。
這里可以通過某省全程監(jiān)控系統(tǒng)的外場設(shè)備供電案例，來描述此類問題的解決方案，如圖1所示。
圖1 風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)構(gòu)成圖
通過實(shí)際勘測和多年氣象局提供的氣候資料，某省太陽能和風(fēng)能資源都非常豐富，非常適合采用風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)來為高速公路沿線全程監(jiān)控設(shè)備進(jìn)行供電。所以，系統(tǒng)除了靠近收費(fèi)站的監(jiān)控設(shè)備或功耗巨大的監(jiān)控設(shè)備繼續(xù)使用市電進(jìn)行供電之外，其余的監(jiān)控設(shè)備均采用風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)進(jìn)行供電。
在該項(xiàng)目中，太陽能電池板在此項(xiàng)目中作為主要的能源轉(zhuǎn)化設(shè)備，風(fēng)力發(fā)電機(jī)作為輔助設(shè)備。卸荷器在風(fēng)速較大或蓄電池組已飽滿的情況下對風(fēng)機(jī)進(jìn)行保護(hù)，盡量減少設(shè)備磨損。蓄電池組通過放電給系統(tǒng)各類設(shè)備供電的同時(shí)，將太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的多余電力進(jìn)行儲備。風(fēng)光互補(bǔ)控制器作為整個(gè)供電系統(tǒng)的核心設(shè)備，在對所有接入設(shè)備充放電狀態(tài)檢測的同時(shí)，選擇相應(yīng)的控制策略，來維持系統(tǒng)的電力平衡，既要保證盡可能讓系統(tǒng)電力處于飽滿的狀態(tài)，又要避免過度充電或者過度放電對蓄電池組造成傷害。
相對于市電來說，風(fēng)光互補(bǔ)供電系統(tǒng)還不是很穩(wěn)定，尤其是在供電時(shí)間上受氣候條件的制約，而氣候環(huán)境也有很大的不確定性。在進(jìn)行方案設(shè)計(jì)時(shí)，既要考慮極限氣候條件下(多日無太陽和風(fēng)力的支持)，系統(tǒng)能夠維持的時(shí)間，又要考慮項(xiàng)目的投資造價(jià)，同時(shí)還會受到技術(shù)困難的限制。
這就需要在做方案設(shè)計(jì)時(shí)，從多個(gè)方面來優(yōu)化系統(tǒng)，確保外場監(jiān)控設(shè)備的穩(wěn)定供電，盡可能長時(shí)間在線，包括：
· 盡可能減少系統(tǒng)的供電功耗，采用低功耗的設(shè)備;
· 盡可能減少電源轉(zhuǎn)換等中間環(huán)節(jié)，避免不必要的電力資源浪費(fèi);
· 盡可能不因?yàn)槟程幵O(shè)備的電力中斷，造成全部設(shè)備圖像和數(shù)據(jù)無法上傳(解決辦法有采用點(diǎn)對點(diǎn)傳輸方式或增加光纖跳接保護(hù)器);
· 采用分級優(yōu)先的供電方式，舍棄系統(tǒng)部分耗電高、重要程度低的功能，確保整個(gè)系統(tǒng)的圖像或數(shù)據(jù)的上傳;
· 風(fēng)力發(fā)電機(jī)、太陽能電池板以及風(fēng)光互補(bǔ)控制器最好能夠統(tǒng)一品牌進(jìn)行采購;
· 準(zhǔn)備必要的后備電力支援(備用蓄電池組和發(fā)電機(jī))。
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