一种用于长距离输水工程的供电系统的制作方法

1.本发明涉及水利及新能源技术领域，特别涉及一种用于长距离输水工程的供电系统。


背景技术：

2.长距离输水工程沿线一般布置多座闸站、泵站，上述闸站、泵站部分具有防洪等功能。沿线设置有分水口、退水闸、倒虹吸出口、泵站、闸站等数百座水利设施需要供电，其中很大一部分设施需要双重电源供电。
3.在相关技术中，为了保证上述水利设施的供电，往往采用沿线专设35kv线路用于保障供电，并于合适位置设置中心开关站，用于引接周边电源。采用上述方式进行供电，两中心开关站之间往往布置几十个水利设施，采用π接方式接入35kv线路，从而实现双重电源供电。
4.由于两座中心开关站之间依次接入专设线路的水利设施较多，若同时出现两座水利设施或者两座水利设置所连接的线路发生故障，则可能导致两座水利设施之间的其他水利设施失去供电电源，存在输水线路上大量水利设施无法正常运行工作的隐患，供电可靠性差。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种用于长距离输水工程的供电系统，能够在两座中心开关站之间的个别负荷水利设施或者线路发生故障的同时，保证两座中心开关站之间其他水利设施的正常供电，提高供电可靠性。技术方案如下：
6.本发明实施例提供了一种用于长距离输水工程的供电系统，该供电系统包括：第一中心开关站、第二中心开关站、主供电线路、多个负荷水利设施和至少一个太阳能光伏组件，
7.所述第一中心开关站和所述第二中心开关站沿长距离输水工程线路的延伸方向间隔布置，所述主供电线路的一端与所述第一中心开关站电连接，所述主供电线路的另一端与所述第二中心开关站电连接；
8.所述多个负荷水利设施沿所述主供电线路的延伸方向间隔布置在所述第一中心开关站和所述第二中心开关站之间，每个所述负荷水利设施通过第一连接组件与所述主供电线路电连接，所述第一连接组件包括呈三角形布置的第一开关、第二开关和第三开关，所述第一开关的一端和所述第二开关的一端与所述主供电线路电连接且相互间隔布置，所述第一开关的另一端和所述第二开关的另一端相互汇集并与所述负荷水利设施电连接，所述第三开关设置在所述主供电线路上且位于所述第一开关的一端和所述第二开关的一端之间；
9.所述太阳能光伏组件设置在相邻两个所述负荷水利设施之间，且与所述主供电线路电连接。
10.可选地，所述太阳能光伏组件通过第二连接组件与所述主供电线路电连接，所述第二连接组件包括呈三角形布置的第四开关、第五开关和第六开关，所述第四开关的一端和所述第五开关的一端与所述主供电线路电连接且相互间隔布置，所述第四开关的另一端和所述第五开关的另一端相互汇集并与所述负荷水利设施电连接，所述第六开关设置在所述主供电线路上且位于所述第四开关的一端和所述第五开关的一端之间。
11.可选地，所述供电系统还包括第一变压器，所述第一变压器的一端与所述负荷水利设施电连接，所述第一变压器的另一端与所述第一开关的另一端以及所述第二开关的另一端电连接。
12.可选地，，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关为断路器，所述第四开关、所述第五开关和所述第六开关为熔断器。
13.可选地，，所述太阳能光伏组件包括多块太阳能电池板，所述多块太阳能电池板沿所述长距离输水工程线路的延伸方向均匀间隔布置。
14.可选地，，太阳能光伏组件还包括变电组件，所述变电组件包括逆变器和第二变压器，所述逆变器与所述多块太阳能电池板电连接，所述第二变压器的一端与所述逆变器电连接，所述第二变压器的另一端与所述主供电线路电连接。
15.可选地，所述第二变压器的另一端与相邻的所述负荷水利设施电连接。
16.可选地，所述供电系统还包括蓄电池，所述蓄电池与所述多个太阳能电池板电连接。
17.可选地，所述主供电线路的供电电压为35kv。
18.可选地，所述负荷水利设施包括但不限于分水口、退水闸、倒虹吸出口、泵站或者闸站。
19.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
20.通过设置在长距离输水工程线路上的第一中心开关站和第二中心开关站分别引接周边的电源，并同时向连接在第一中心开关站和第二中心开关站之间的主供电线路供电。设置在第一中心开关站和第二中心开关站之间的多个负荷水利设施均通过第一连接组件接入主供电线路。在供电系统正常运行时，每个第一连接组件中的第一开关所在的线路接收由第一中心开关站所输送的电能，第二开关所在的线路接收由第二中心开关站所输送的电能，经过第一开关和第二开关的电能最终汇聚并输入到负荷水利设施中，实现对负荷水利设施的双重电源供电。而位于相邻两个负荷水利设施之间的太阳能光伏组件则能够通过光生伏特效应将光能转化为电能，并将所转化的电能输送到主供电线路中，实现对接入主供电线路中的负荷水利设施进行辅助供电。
21.而当供电系统出现异常时，针对个别负荷水利设施发生的故障，可以通过切断发生故障的负荷水利设施所对应的第一连接组件中的第一开关和第二开关，断开该负荷水利设施与主供电线路之间的电连接，而第三开关依然保持闭合，保证主供电线路的导通。针对主供电线路上某一段的故障，则可以通过切断与对应段落相邻的第一连接组件与主供电线路的连接，利用第一中心开关站和第二中心开关站的其中一个以及至少一个太阳能光伏组件进行供电，或者仅通过至少一个太阳能光伏组件对负荷水利设施进行供电。实现在第一中心开关站和第二中心开关站之间的个别负荷水利设施或者线路发生故障的同时，保证其他负荷水利设施的正常供电，提高供电可靠性。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1是本发明实施例提供的一种用于长距离输水工程的供电系统的结构示意图；
24.图2是本发明实施例提供的一种第一连接组件所在的局部结构示意图；
25.图3是本发明实施例提供的一种第二连接组件所在的局部结构示意图；
26.图4是本发明实施例提供的一种用于长距离输水工程的供电系统的局部结构示意图。
具体实施方式
27.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
28.在相关技术中，为了保证上述水利设施的供电，往往采用沿线专设35kv线路用于保障供电，并于合适位置设置中心开关站，用于引接周边电源。采用上述方式进行供电，两中心开关站之间往往布置几十个水利设施，采用π接方式接入35kv线路，从而实现双重电源供电。
29.由于两座中心开关站之间依次接入专设线路的水利设施较多，若同时出现两座水利设施或者两座水利设置所连接的线路发生故障，则可能导致两座水利设施之间的其他水利设施失去供电电源，存在输水线路上大量水利设施无法正常运行工作的隐患，供电可靠性差。
30.图1是本发明实施例提供的一种用于长距离输水工程的供电系统的结构示意图。图2是本发明实施例提供的一种第一连接组件所在的局部结构示意图。图3是本发明实施例提供的一种第二连接组件所在的局部结构示意图。图4是本发明实施例提供的一种用于长距离输水工程的供电系统的局部结构示意图。如图1至图4所示，通过实践，本技术人提供了一种用于长距离输水工程的供电系统，包括第一中心开关站1、第二中心开关站2、主供电线路3、多个负荷水利设施4和至少一个太阳能光伏组件5。
31.其中，第一中心开关站1和第二中心开关站2沿长距离输水工程线路m的延伸方向间隔布置。主供电线路3的一端与第一中心开关站1电连接，主供电线路3的另一端与第二中心开关站2电连接。
32.多个负荷水利设施4沿主供电线路3的延伸方向间隔布置在第一中心开关站1和第二中心开关站2之间，每个负荷水利设施4通过第一连接组件6与主供电线路3电连接。第一连接组件6包括呈三角形布置的第一开关61、第二开关62和第三开关63，第一开关61的一端和第二开关62的一端与主供电线路3 电连接且相互间隔布置，第一开关61的另一端和第二开关62的另一端相互汇集并与负荷水利设施4电连接。第三开关63设置在主供电线路3上且位于第一开关61的一端和第二开关62的一端之间。
33.太阳能光伏组件5设置在相邻两个负荷水利设施4之间，且与主供电线路3 电连接。
34.在本发明实施例中，设置在长距离输水工程线路m上的第一中心开关站1 和第二中心开关站2分别引接周边的电源，并同时向连接在第一中心开关站1 和第二中心开关站2之间的主供电线路3供电。设置在第一中心开关站1和第二中心开关站2之间的多个负荷水利设施4均通过第一连接组件6接入主供电线路3。在供电系统正常运行时，每个第一连接组件6中的第一开关61、第二开关62和第三开关63均闭合通电，其中第一开关61和第二开关62所在的线路与主供电线路3呈三角形布置，第一开关61所在的线路靠近第一中心开关站 1，能够接收由第一中心开关站1所输送的电能，而第二开关62所在的线路靠近第二中心开关站2，能够接收由第二中心开关站2所输送的电能，经过第一开关61和第二开关62的电能最终汇聚并输入到负荷水利设施4中，实现对负荷水利设施4的双重电源供电。而位于相邻两个负荷水利设施4之间的太阳能光伏组件5则能够通过光生伏特效应将光能转化为电能，并将所转化的电能输送到主供电线路3中，实现对接入主供电线路3中的负荷水利设施4进行辅助供电。
35.示例性的，如图1所示，在本公开实施例中，第一中心开关站1和第二中心开关站2之间设置有三个负荷水利设施4，相邻两个负荷水利设施4之间分别设置有一个太阳能光伏组件5，三个负荷水利设施4和两个太阳能光伏组件5的接入将主供电线路依次分隔呈第一段3a、第二段3b、第三段3c、第四段3d、第五段3e以及第六段3f。
36.当供电系统出现异常，例如多个负荷水利设施4中的个别负荷水利设施4 发生故障时，通过切断发生故障的负荷水利设施4所对应的第一连接组件6中的第一开关61和第二开关62，断开该负荷水利设施4与主供电线路3之间的电连接，而第三开关63依然保持闭合，保证主供电线路3的导通。实现在对负荷水利设施4进行断电修理的同时，保证主供电线路3依旧可以同时对其他负荷水利设施4进行双重电源供电；而当主供电线路3中的某一处发生故障时，当主供电线路3的第一段3a出现故障时，可以断开最靠近第一中心开关站1的负荷水利设施4对应的第一连接组件6中的第一开关61和第三开关63。此时虽然主供电线路3失去了第一中心开关站1的电能供给，但多个负荷水利设施4依然能够接受第二中心开关站2，以及至少一个太阳能光伏组件5所提供的电能，保证正常工作运行；而当主供电线路3中的某两处发生故障时，例如当主供电线路3的第一段3a和第五段3e出现故障时，可以断开最靠近第一中心开关站1 的负荷水利设施4对应的第一连接组件6中的第一开关61和第三开关63，以及断开最靠近第二中心开关站2的负荷水利设施4对应的第一连接组件6中的第一开关61和第三开关63。此时第一段3a和第五段3e之间的主供电线路同时失去第一中心开关站1和第二中心开关站2的电能供给，但位于第一段3a和第五段3e之间的两个负荷水利设施4会与两个太阳能光伏组件5会构成局部微电网，由于负荷水利设施4具有用电负荷低、用电频次少的特点，利用两个太阳能光伏组件5所产生的电能即可保证对两个负荷水利设施4的正常供电，保证正常工作运行。实现在第一中心开关站和第二中心开关站之间的个别负荷水利设施或者线路发生故障的同时，保证其他负荷水利设施的正常供电，提高供电可靠性。
37.需要说明的是，如图1中第一中心开关站1和第二中心开关站2之间设置有三个负荷水利设施4的实施例仅为示例，在其他可能实现的方式中，第一中心开关站1和第二中心开关站2可以根据实际规划设置四个、五个或者更多负荷水利设施4，本公开对此不做限定。
38.可选地，主供电线路3的供电电压为35kv。示例性地，长距离供电线路的供电电压通常包括10kv和35kv两种。在本发明实施例中，通过采用供电电压为35kv的主供电线路3，
相比10kv的线路，在同样的功率下，线路中通过的电流更小，在长距离输送下电能损耗也更小，安全性更高，能够进一步提高供电系统的供电可靠性。
39.可选地，太阳能光伏组件5通过第二连接组件7与主供电线路3电连接，第二连接组件7包括呈三角形布置的第四开关71、第五开关72和第六开关73，第四开关71的一端和第五开关72的一端与主供电线路3电连接且相互间隔布置，第四开关71的另一端和第五开关72的另一端相互汇集并与负荷水利设施4 电连接，第六开关73设置在主供电线路3上且位于第四开关71的一端和第五开关72的一端之间。示例性地，在本发明实施例中，通过将太阳能光伏组件5 通过第二连接组件7与主供电线路3连接。当光伏组件5发生故障时，可以断开第四开关71和第五开关72以断开太阳能光伏组件5与主供电线路3之间的电连接，而第六开关73依然保持闭合，保证主供电线路3的导通。实现在对故障的太阳能光伏组件5进行断电修理的同时，保证主供电线路3依旧可以同时对其他负荷水利设施4进行双重电源供电。而当太阳能光伏组件5与相邻的负荷水利设施4之间的主供电线路3的段落发生故障时，也可以通过断开第四开关71和第六开关73，或者断开第五开关72和第六开关73将太阳能光伏组件5 与故障的主供电线路3的段落进行断开，而保证对其他主供电线路3的段落的正常供电，进一步提高了供电系统的供电可靠性。
40.可选地，供电系统还包括第一变压器8，第一变压器8的一端与负荷水利设施4电连接，第一变压器8的另一端与第一开关61的另一端以及第二开关62 的另一端电连接。示例性地，在本发明实施例中，通过在负荷水利设施4与第一连接组件6之间设置第一变压器8，可以针对不同的负荷水利设施4对主供电线路3输入的35kv高压交流电的电压进行降压调整，以与负荷水利设施4的额定工作电压相匹配，进一步提高了供电系统的供电可靠性。
41.可选地，第一开关61、第二开关62和第三开关63为断路器，第四开关71、第五开关72和第六开关73为熔断器。示例性地，断路器的保护方式是跳闸，排除故障后通过合闸即可恢复供电，而熔断器的保护方式是熔断，排除故障后需要更换熔体恢复供电。断路器的跳闸速度是毫秒级，而熔断器的熔断速度是微秒级，其断开速度相比断路器更快。在本发明中，针对不同的供电和输电线路选择不同的开关型式方便在装配和维护更换时进行区分。在其他可能实现的方式中，熔断器和断路器的种类也可以互换使用，本发明对此不做限定。
42.可选地，太阳能光伏组件5包括多块太阳能电池板51，多块太阳能电池板 51沿长距离输水工程线路m的延伸方向均匀间隔布置。示例性地，在本发明实施例中，太阳能光伏组件5利用设置在长距离输水工程线路m，也即是输水干渠的沿线上的多个太阳能电池板51与阳光接触，利用光生伏特效应将光能转化为电能向主供电线路3中供电。而通过将多个太阳能电池板51沿长距离输水工程线路m的延伸方向均匀间隔布置，充分利用了长距离输水工程线路m沿线的空间，使太阳能电池板51的覆盖率更高，能够产生更多的电能，进一步提高了供电系统的供电可靠性。
43.可选地，太阳能光伏组件5还包括变电组件52，变电组件52包括逆变器 521和第二变压器522，逆变器521与多块太阳能电池板51电连接，第二变压器522的一端与逆变器521电连接，第二变压器522的另一端与主供电线路3 电连接。示例性地，在本发明实施例中，通过设置变电组件52，可以将由太阳能电池板52所产生的直流电利用逆变器521转变成低压的交流电，之后再利用第二变压器522将低压的交流电升为高压的交流电。经过升压后的高压交流电可以直接用于输水工程线路m沿线的各种用电设备。或者直接与主供电线路3 连
接以进行传输，为负荷水利设施4进行辅助供电，进一步提高了供电系统的供电可靠性。
44.可选地，第二变压器522的另一端与相邻的负荷水利设施4电连接。示例性地，在本发明实施例中，通过将第二变压器522的另一端与负荷水利设施4 电连接，当太阳能光伏组件5与相邻的负荷水利设施之间的主供电线路3发生故障时，可以直接将利用第二变压器522将太阳能光伏组件5所产生的电能进行升压后导通到相邻的负荷水利设施4中进行紧急供电，避免断电，进一步提高了供电系统的供电可靠性。
45.可选地，供电系统还包括蓄电池53，蓄电池53与多个太阳能电池板51电连接。示例性地，在本发明实施例中，在利用多个太阳能电池板51将光能转化为电能后，可以通过蓄电池53对部分转化之后的直流电进行储存。当太阳能光伏组件5与相邻的负荷水利设施之间的主供电线路3发生故障时，负荷水利设施4缺乏电力供给时，可以通过将储存有电力的蓄电池53就近运输到负荷水利设施4处进行紧急供电，进一步提高了供电系统的供电可靠性。
46.可选地，负荷水利设施4包括但不限于分水口、退水闸、倒虹吸出口、泵站或者闸站。示例性地，在本发明实施例中，长距离输水工程线路m通过人工输水干渠对水资源进行长距离调度。本发明中的负荷水利设施4即是设置在人工输水干渠线路上的分水口、退水闸、倒虹吸出口、泵站或者闸站等用电负荷设备，实现对人工输水干渠中的水流进行分流、截断、导向和储存。
47.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
48.以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。