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)光互補供電，各地區(qū)可根據(jù)當?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)光互補供電系統(tǒng)構(gòu)成圖
通過實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)光互補供電系統(tǒng)來為高速公路沿線全程監(jiān)控設(shè)備進行供電。所以，系統(tǒng)除了靠近收費站的監(jiān)控設(shè)備或功耗巨大的監(jiān)控設(shè)備繼續(xù)使用市電進行供電之外，其余的監(jiān)控設(shè)備均采用風(fēng)光互補供電系統(tǒng)進行供電。
在該項目中，太陽能電池板在此項目中作為主要的能源轉(zhuǎn)化設(shè)備，風(fēng)力發(fā)電機作為輔助設(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)機進行保護，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，將太陽能電池板和風(fēng)力發(fā)電機產(chǎn)生的多余電力進行儲備。風(fēng)光互補控制器作為整個供電系統(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，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)光互補供電系統(tǒng)還不是很穩(wěn)定，尤其是在供電時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。在進行方案設(shè)計時，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)能夠維持的時間，又要考慮項目的投資造價，同時還會受到技術(shù)困難的限制。
這就需要在做方案設(shè)計時，從多個方面來優(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;
· 盡可能不因為某處設(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(解決辦法有采用點對點傳輸方式或增加光纖跳接保護器);
· 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，確保整個系統(tǒng)的圖像或數(shù)據(jù)的上傳;
· 風(fēng)力發(fā)電機、太陽能電池板以及風(fēng)光互補控制器最好能夠統(tǒng)一品牌進行采購;
· 準備必要的后備電力支援(備用蓄電池組和發(fā)電機)。
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