本實用新型涉及太陽能光伏發(fā)電照明技術(shù)，特別的，涉及一種用于公路隧道的集中供配電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前的太陽能發(fā)電技術(shù)主要是太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，已經(jīng)基本成熟，其使用壽命已經(jīng)達(dá)到25年～30年。太陽能光伏發(fā)電以其清潔、源源不斷、安全等顯著優(yōu)勢，成為關(guān)注重點，因此，提高可再生能源利用率，尤其發(fā)展并網(wǎng)型太陽能發(fā)電是改善生態(tài)、保護(hù)環(huán)境的有效途徑。

在高速公路隧道照明系統(tǒng)中供電方式是呈帶狀式分布，目前傳統(tǒng)的供電方式大多采用10/0.4kV的交流供電方式，而對于距離變電站500m～1500m照明燈具，必須加大電纜線徑以確保壓降能夠符合負(fù)載要求。在高速公路行業(yè)，對于單獨的小負(fù)荷用電現(xiàn)場，利用太陽能供電是一個很好的解決辦法，常規(guī)光伏發(fā)電照明系統(tǒng)中，光伏發(fā)電系統(tǒng)采用逆變器將太陽能電池所發(fā)的低壓直流電轉(zhuǎn)換成市電供各種負(fù)載使用，而LED燈具又需要將市電轉(zhuǎn)換成直流電以驅(qū)動燈珠，這種方案存在明顯的不足：首先是供電質(zhì)量不穩(wěn)定，受到天氣等自然因素的影響；其次，受到周圍環(huán)境地貌因素制約，不是所有選址的建設(shè)規(guī)模都能夠有足夠的容量；最后太陽能供電儲能設(shè)備需要占用較大規(guī)模，增加了建設(shè)投資。另外，對于中長距離、容量較大的外場設(shè)備供電更是存在著明顯的不足。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型目的在于提供一種用于公路隧道的集中供配電系統(tǒng)，以解決背景技術(shù)中提出的問題。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種用于公路隧道的集中供配電系統(tǒng)，包括太陽能電池、控制模塊、蓄電池組，所述控制模塊設(shè)有多個輸入端與輸出端，所述太陽能電池的輸出端連接到控制模塊的某個輸入端并作為控制模塊的主供電電源，所述蓄電池組的輸出端連接到控制模塊的某個輸入端并作為控制模塊的副供電電源；控制模塊的某個輸出端連接到蓄電池組的輸入端并作為蓄電池的充電電源，控制模塊的另有若干個輸出端分別與公路LED燈具、隧道LED燈具、交流負(fù)載、其他直流負(fù)載中的一個或幾個直接或間接連接并為之提供電壓源，且所述集中供配電系統(tǒng)還包括所述控制模塊與市電網(wǎng)絡(luò)間的電連接部件，市電網(wǎng)絡(luò)設(shè)有兩條線路與控制模塊連接，一條線路經(jīng)逆變器連接控制模塊的某個輸出端而將多余的電量送入市電網(wǎng)絡(luò)，市電網(wǎng)絡(luò)另一條線路經(jīng)直流發(fā)生器連接控制模塊的某個輸入端并作為控制模塊的備用供電電源。

所述控制模塊包括有中心控制單元、直流穩(wěn)壓單元、及分別與直流穩(wěn)壓單元連接的選擇單元a與選擇單元b，直流穩(wěn)壓單元、選擇單元a、選擇單元b分別由中心控制單元連接控制，各輸入端分別與選擇單元a連接并由選擇單元a控制各輸入端與直流穩(wěn)壓單元的通斷，各輸出端分別與選擇單元b連接并由選擇單元b控制直流穩(wěn)壓單元與各輸出端之間的通斷。

進(jìn)一步的，當(dāng)控制模塊同時作為公路LED燈具或隧道LED燈具的電壓源時，所述控制模塊的中心控制單元還連接有置于露天環(huán)境中的光敏傳感器。

進(jìn)一步的，所述控制模塊的輸出端與LED燈具之間連接有為LED燈具提供恒定電流的PWM恒流調(diào)節(jié)模塊。

進(jìn)一步的，所述PWM恒流調(diào)節(jié)模塊連接有串口通信模塊，PWM恒流調(diào)節(jié)模塊可由外部PC經(jīng)串口通信模塊連接控制。

進(jìn)一步的，所述控制模塊的輸出端通過DC-AC轉(zhuǎn)換器與交流負(fù)載連接，即控制模塊的輸出端連接DC-AC轉(zhuǎn)換器后，再與交流負(fù)載連接。

進(jìn)一步的，所述控制模塊另通過輸出端與其它直流負(fù)載直接連接，或控制模塊的輸出端連接DC-DC轉(zhuǎn)換器后，再與其它直流負(fù)載連接。

進(jìn)一步的，所述太陽能電池包括太陽能電池陣列與光伏匯流箱組，各太陽能電池陣列連接到光伏匯流箱組后，由光伏匯流箱組與控制模塊的輸入端連接。

本實用新型中所述公路LED燈具指隧道以外的露天LED燈具，本實用新型中所述交流負(fù)載、其它直流負(fù)載為公路和/或隧道系統(tǒng)所需的除LED燈具以外的其他負(fù)載。

有益效果：本實用新型通過太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)對各負(fù)載提供全直流供電系統(tǒng)，光伏組件產(chǎn)生直流電流，經(jīng)匯流箱匯流后后通過直流穩(wěn)壓單元進(jìn)行穩(wěn)壓輸出，對于近端的直流負(fù)載，直接傳輸至直流負(fù)載，不再使用逆變器，對于遠(yuǎn)端的直流負(fù)載，可以在負(fù)載端增加DC-DC變壓器以適應(yīng)不同工作電壓的設(shè)備需要。對需要交流電供電的設(shè)備，可再增加DC-AC轉(zhuǎn)換器輸出220V或其他不同電壓的交流電。

本實用新型還設(shè)有與市電網(wǎng)絡(luò)互補(bǔ)的并網(wǎng)方案，在市電網(wǎng)絡(luò)與控制模塊之間增加AC-DC轉(zhuǎn)換的模塊化直流發(fā)生器作為系統(tǒng)的備用電源，同時在控制模塊與市電網(wǎng)絡(luò)之間連接逆變器將本系統(tǒng)產(chǎn)生的多余電力送入市電網(wǎng)絡(luò)。

本實用新型以控制模塊作為總供電電源，配合PWM恒流調(diào)節(jié)模塊對各LED燈具提供電流恒定的直流電。通過PWM調(diào)制方式改變輸出電流來調(diào)整單個回路中所有LED燈具的亮度，不再單獨對每套燈具進(jìn)行調(diào)光。

本實用新型采用全直流供電因為沒有分布電感電容的影響，壓降會比交流電小，供電質(zhì)量會有所提高。在全直流電路中，因為不再有直流與交流之間的多次轉(zhuǎn)換，能夠有效提高光伏發(fā)電的整體效率。應(yīng)用在LED燈具的全直流供電還可以取消單獨的調(diào)光控制線，減少線纜數(shù)量。采用全直流供電后，可以擴(kuò)展供電范圍，減少光伏發(fā)電場地選址對周圍環(huán)境因素的依賴程度，同時能夠?qū)Πl(fā)電站周圍一定距離范圍內(nèi)的孤立、偏僻的用電小容量外場設(shè)備提供解決方案，更加適合于高速公路供電系統(tǒng)。

本實用新型的控制模塊連接有光敏傳感器，可輔助中心控制單元對整個系統(tǒng)的供配電進(jìn)行智能自動控制。

除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點之外，本實用新型還有其它的目的、特征和優(yōu)點。下面將參照圖，對本實用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。

附圖說明

構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本實用新型的進(jìn)一步理解，本實用新型的示意性實施例及其說明用于解釋本實用新型，并不構(gòu)成對本實用新型的不當(dāng)限定。在附圖中：

圖1是本實用新型優(yōu)選實施例的原理框圖；

圖2是本實用新型中控制模塊部分的連接框圖。

具體實施方式

以下結(jié)合附圖對本實用新型的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本實用新型可以根據(jù)權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實施。

參見圖1～圖2的一種用于公路隧道的集中供配電系統(tǒng)，包括依次連接的太陽能電池、控制模塊、蓄電池組，控制模塊另分別連接公路LED燈具、隧道LED燈具、市電網(wǎng)絡(luò)，控制模塊包括有中心控制單元、直流穩(wěn)壓單元、及分別與直流穩(wěn)壓單元連接的選擇單元a與選擇單元b，直流穩(wěn)壓單元、選擇單元a、選擇單元b分別由中心控制單元連接控制，控制模塊設(shè)有3個輸入端與6個輸出端，各輸入端分別與選擇單元a連接，各輸出端分別與選擇單元b連接，太陽能電池的輸出端連接控制模塊的輸入端1，蓄電池組的輸入端連接控制模塊的輸出端1，蓄電池組的輸出端連接控制模塊的輸入端2，控制模塊的輸出端2連接隧道LED燈具為其提供電壓源，控制模塊的輸出端6連接公路LED燈具為其提供電壓源，市電網(wǎng)絡(luò)設(shè)有兩條線路與控制模塊連接，一條線路經(jīng)逆變器連接控制模塊的輸出端3，另一條線路經(jīng)直流發(fā)生器連接控制模塊的輸入口3，控制模塊還包括與中心控制單元連接的置于露天環(huán)境中的光敏傳感器。

控制模塊的輸出端2與LED燈具之間連接有PWM恒流調(diào)節(jié)模塊，通過PWM恒流調(diào)節(jié)模塊對LED燈具提供穩(wěn)定的供電電流，通過調(diào)整PWM恒流調(diào)節(jié)模塊的輸出電流大小，可對LED燈具的進(jìn)行調(diào)光。

PWM恒流調(diào)節(jié)模塊連接有串口通信模塊，PWM恒流調(diào)節(jié)模塊可由外部PC經(jīng)串口通信模塊連接控制。

控制模塊的輸出端4另連接DC-AC轉(zhuǎn)換器后，再與交流負(fù)載連接。

控制模塊的輸出端5另連接DC-DC轉(zhuǎn)換器后，再與其它直流負(fù)載連接。

本實施例中，太陽能電池包括太陽能電池陣列與光伏匯流箱組，各太陽能電池陣列連接到光伏匯流箱組后，由光伏匯流箱組與控制模塊的輸入端1連接。

本實施例的工作過程描述如下：

太陽能電池將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，光伏匯流箱組收集太陽能電池陣列中各電池板的電能后輸出到控制模塊，蓄電池組存儲控制模塊輸出的多余的電量，控制模塊以光伏匯流箱組、蓄電池組、或市電網(wǎng)絡(luò)提供的直流電作為供電電源，并經(jīng)直流穩(wěn)壓單元將直流電壓轉(zhuǎn)換輸出為LED燈具或其它直流負(fù)載所需的直流工作電壓，直流穩(wěn)壓單元連接DC-AC轉(zhuǎn)換器后，可為交流負(fù)載提供所需交流工作電壓。

當(dāng)白天光照強(qiáng)烈時，公路LED燈具無需發(fā)光，光敏傳感器產(chǎn)生的電流大，太陽能電池電能充足，中心控制單元控制選擇單元a連接的輸入端1與直流穩(wěn)壓單元接通，再經(jīng)與選擇單元b連接的輸出端1、輸出端2、輸出端4、輸出端5對外輸出電壓，由太陽能電池經(jīng)控制模塊對隧道LED燈具及其他負(fù)載供電，同時控制模塊對蓄電池充電，蓄電池充電完成后，中心控制單元控制選擇單元b連接的輸出端3與直流穩(wěn)壓單元接通，控制模塊將多余電量傳送至市電網(wǎng)絡(luò)。

當(dāng)白天光照較弱時，公路LED燈具無需發(fā)光，光敏傳感器產(chǎn)生的電流小，太陽能電池電能不足，不對除隧道LED燈具外的其他負(fù)載供電，中心控制單元控制選擇單元a連接的輸入端1先與直流穩(wěn)壓單元接通，再經(jīng)直流穩(wěn)壓單元與選擇單元b連接的輸出端2接通，由太陽能電池經(jīng)控制模塊對隧道LED燈具供電，同時中心控制單元控制選擇單元a連接的輸入端3先與直流穩(wěn)壓單元接通，再經(jīng)直流穩(wěn)壓單元與選擇單元b連接的輸出端1、輸出端4、輸出端5接通，由市電網(wǎng)絡(luò)通過控制模塊單獨對蓄電池充電及對其他負(fù)載供電，蓄電池充電完成后，輸出端1斷開，市電網(wǎng)絡(luò)作為隧道LED燈具的備用電源。

當(dāng)夜間無太陽光照時，公路LED燈具與隧道LED燈具均需發(fā)光，光敏傳感器無電流產(chǎn)生，中心控制單元控制選擇單元a連接的輸入端3與直流穩(wěn)壓單元接通，再經(jīng)直流穩(wěn)壓單元與選擇單元b連接的的輸出端2、輸出端4、輸出端5、輸出端6接通，由市電網(wǎng)絡(luò)經(jīng)控制模塊對隧道LED燈具、公路LED燈具及其他負(fù)載供電，若市電網(wǎng)絡(luò)無法供電，默認(rèn)由蓄電池經(jīng)輸入端2為各模塊、LED燈具、其他負(fù)載供電。

以上所述僅為本實用新型的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本實用新型，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本實用新型可以有各種更改和變化。凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。