一种户外在线监测系统自适应自主供电方法及其系统技术方案

本发明专利技术涉及一种户外在线监测系统自适应自主供电方法及其系统，包括建立光伏权重因子I

【技术实现步骤摘要】
一种户外在线监测系统自适应自主供电方法及其系统


[0001]本专利技术涉及一种户外在线监测系统自适应自主供电方法及其系统，属于在线监测


技术介绍

[0002]为监测环境变化、水土流失、动植物、自然灾害等，越来越多的监测系统需要长期布设于户外。供电往往成为系统布设的主要难点。仅依赖电池，难以实现系统的连续工作。而使用光伏，难以保障阴天或夜晚的供电，单一使用风力发电，在无风的天气，能源难以维继。
[0003]而简单的将风电和光伏直接与系统连接，将发生供电紊乱问题，可能导致部分设备的损毁。
[0004]因此需要一种可根据环境感知自适应切换的供电方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种户外在线监测系统自适应自主供电方法及其系统，以解决上述
技术介绍
中提出的需要一种可根据环境感知自适应切换的供电方案的问题。
[0006]本专利技术的技术方案如下：
[0007]一种户外在线监测系统自适应自主供电方法，包括：
[0008]建立光伏权重因子I
o
：
[0009]I
o
＝P*S*η*(1
‑
0.004T)*K*(1
‑
0.05t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0010]其中，P为辐照强度，S为太阳能板面积，η为光伏转换效率，K为太阳能板角度因子，t为使用时间；
[0011]建立风电权重因子I
w
：
[0012]I
w
＝1/2(Wcos(θ))3*πr2*m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0013]其中，W为风速大小，θ为风向与风机朝向的夹角，r为风机半径，m为风力转换效率；
[0014]当I
o
≥I
w
时，由光伏组件向蓄能电池充电；
[0015]当I
o
<I
w
时，由风力发电组件向蓄能电池充电。
[0016]优先的，所述辐照强度、风速大小、风向为设定测量时间内均值。
[0017]一种户外在线监测系统自适应自主供电系统，包括：
[0018]在线检测传感器，所述在线检测传感器用于对户外环境进行监测；
[0019]集成气象传感器，所述集成气象传感器用于获取外部环境的气象参数；
[0020]电源管理电路，所述在线检测传感器和集成气象传感器均与电源管理电路双向电连接；
[0021]所述电源管理电路内置切换开关，所述电源管理电路通过获取的气象参数计算结果控制切换开关的导通方向；
[0022]风力发电组件和光伏组件，所述风力发电组件和光伏组件一端通过切换开关并联
设置，风力发电组件和光伏组件另一端均与蓄能电池连接；
[0023]蓄能电池，所述蓄能电池与电源管理电路电连接用于储存电能或释放电能。
[0024]优先的，所述集成气象传感器包括光照度传感器、风力感应器、风向感应器和温度感应器。
[0025]优先的，所述蓄能电池通过电源管理电路设定的频率向在线检测传感器和/或集成气象传感器供电。
[0026]本专利技术具有如下有益效果：
[0027]实现户外在线监测系统的自主供能，解决系统续航时间短问题，使其可在户外监测的长时间连续应用。
[0028]可以依照供电需求，以要求的频率向在线检测传感器、集成气象传感器供电，其余时间处于待机状态，仅维持待机能源供给，此种按需供电模式，可以节省能源，增强系统续航性。
附图说明
[0029]图1为本专利技术在线监测系统供电框图；
[0030]图2为本专利技术工作流程。
具体实施方式
[0031]下面结合附图和具体实施例来对本专利技术进行详细的说明。
[0032]实施例：
[0033]如图1
‑
2所示：
[0034]集成气象传感器包括光照度传感器(用于获取辐照P)、风力感应器(用于获取风力W)、风向感应器(用于获取风向A)、温度感应器(用于获取温度T)，集成气象传感器获得辐照P、风力W、风向A、温度T等气象参数，并将所测气象参数进行1小时平均，以降低采样噪声对计算结果的影响。
[0035]通过实地标定，建立光伏权重因子I
o
，即在辐照P、温度T确定的情况下，采用光伏发电，单位时间的发电量。
[0036]I
o
＝P*S*η*(1
‑
0.004T)*K*(1
‑
0.05t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
[0037]其中，S为太阳能板面积，η为光伏转换效率，取15％，K为太阳能板角度因子，一般60
°
安装时取0.9；t为时间，单位年，代表每年光伏板的老化或污染所导致的光伏效率下降。
[0038]同样，通过实地标定，建立风电权重因子I
w
，即在风力W、风向A确定的情况下，采用风力发电的发电量。
[0039]I
w
＝1/2(Wcos(θ))3*πr2*m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0040]其中，θ为风向A与风机朝向的夹角，由风向A与风机安装角度相减获得。r为风机半径，m为风力转换效率约为0.5。
[0041]电源管理电路由采集电路，信息处理电路组成，并内置切换开关，如图1所示；采集电路用于接收集成气象传感器和在线监测传感器的数据，信息处理电路将接收的技术进行计算处理并向切换开关输出计算结果。
[0042]当Io≥Iw时，切换开关切至光伏档，由光伏组件经电源管理电路向蓄能电池充电。
[0043]当Io<Iw时，切换开关切至风电档，由风力发电组件经电源管理电路向蓄能电池充电。
[0044]同时，在线检测传感器、集成气象传感器依照任务要求，依照需要的频率向供电端发送供电请求信号，电源管理电路接收集成气象传感器和在线监测传感器的供电请求信号，可以依照供电需求，以要求的频率向传感器供电，其余时间处于待机状态，仅维持待机能源供给，此种按需供电模式，可以节省能源，增强系统续航性。同时，蓄能电池电压也作为监控信号，可传输至中控系统，用于远程监控供电系统的状态。工作流程如图2所示。
[0045]本专利技术，通过设计电源管理系统，将风力发电组件、光伏组件、有效集成，通过系统上安装的集成气象传感器，感知辐照、风力、风向等气象信息，计算最优供电方案，并完成方案的自适应切换，将能量储存于蓄能电池中，并依照在线监测传感器耗电要求及监测频率，完成监测系统的智能化供电，以保证监测系统在户外的长时间正常应用。
[0046]以上所述仅为本专利技术的实施例，并非因此限制本专利技术的专利范围，凡是利用本专利技术说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的
，均同理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种户外在线监测系统自适应自主供电方法，其特征在于：包括：建立光伏权重因子I
o
：I
o
＝P*S*η*(1
‑
0.004T)*K*(1
‑
0.05t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)其中，P为辐照强度，S为太阳能板面积，η为光伏转换效率，K为太阳能板角度因子，t为使用时间；建立风电权重因子I
w
：I
w
＝1/2(Wcos(θ))3*πr2*m
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)其中，W为风速大小，θ为风向与风机朝向的夹角，r为风机半径，m为风力转换效率；当I
o
≥I
w
时，由光伏组件向蓄能电池充电；当I
o
<I
w
时，由风力发电组件向蓄能电池充电。2.如权利要求1所述的一种户外在线监测系统自适应自主供电方法，其特征在于：所述辐照强度、风...

【专利技术属性】
技术研发人员：江世雄，陈垚，王重卿，刘沁，江能明，李熙，翁孙贤，陈鸿，车艳红，雷磊，万昊，吴健，白晓春，王良，陈维，王辰曦，
申请(专利权)人：国网福建省电力有限公司国网陕西省电力有限公司电力科学研究院国网西安环保技术中心有限公司，
类型：发明
国别省市：