长输管道阀室的太阳能供电系统

摘要：近几年来随着我国对节能减排工作的进一步深化，太阳能作为绿色能源越来越被人们熟知和重视，太阳能电源的技术也不断得到开发和利用。本文对长输管道中的太阳能电源系统的性能及特点作了详细的阐述。

关键词：长输管道 线路截断阀室 太阳能电源

近年来随着太阳能技术的的开发和利用人们在独立光伏电站、输油输气管道阴极保护光伏电源系统等技术方面，已经取得了不少研究成果和工程经验。长输管道阀室在外电源无法满足负荷性质要求的情况下，太阳能电源具有更高的发电效率和更好的环保性能。

1、太阳能电源系统的概况

（1）太阳能电源系统是一种典型的独立光伏发电系统，是以太阳电池作为主供电源，由电池方阵、接线箱、控制器、蓄电池、输出配电柜等组成的独立运行的直流电源系统，太阳能电源系统为固定安装，供电可用率99.9%以上，即使在夜间和无日照期间内也要求24h连续供电[1]。

（2）太阳能电源系统的设计主要是根据现场实际情况，为满足负荷能量的需求，在系统设置地点的日照条件和环境温度等情况下，选出合适的太阳电池方阵和蓄电池。总的设计原则是在保证满足负载用电需要的前提下，通过技术经济分析合理地确定太阳电池组成件数量和蓄电池容量。

2、长输管道截断阀室供电方案

2.1 规范要求

根据设计规范中规定“在无电或电源不可靠地区，输油管道线路无人值守的自动截断阀室、通信中继站、遥测阴极保护站等小容量负荷供电，宜选择太阳能发电、……等自备电源装置，并应根据负荷容量、气象、地理环境、燃料供应等条件合理选择。”[2]

2.2 阀室供电电源技术方案比选

通过比较温差发电装置（TEG）、密闭循环涡轮发电机（CCVT）和太阳能电源系统技术都较为成熟并且各具特色。TEG和CCVT均受外界环境影响较小但需要燃料供应，生产厂商大多为国外厂家；太阳能发电系统与天气及日照有关，但是太阳能发电系统没有运行成本，并且生产厂商较多。表1对这几种技术方案作了简单的比较，如表1：

就长输管道阀室而言，供电电源在保证供电可靠和供电质量的同时，应考虑安全运行及便于维护管理等因素，尽量降低运行成本。

3、太阳能电源在长输管道的应用实例

3.1 工程概况

某进口原油管道全长390公里，从日照市岚山港区的日照输油站输至江苏省仪征市的仪征输油站，输送油品以进口尼罗油、杰诺油和卡宾达油为主，采用加热密闭输送工艺。

3.2 阀室现场环境条件

依据该原油管道工程详细设计的方案沿线场站位置及环境条件，其中赣马阀室、杨村阀室为无人值守且无可靠电源的线路截断阀室，工程设计太阳能电源系统为其仪表、通讯等设备供电。

3.3 负荷情况

该原油管道工程沿线的赣马阀室、杨村阀室用电负荷为仪表、通讯和阴极保护等用电设备，设备的工作电压为DC24V，功率为300W，均为全天连续工作的用电特性。沿线阀室供电系统设计为无人值守，将维护量降至最低状态，使用寿命达到25年以上。

3.4 太阳能电源系统配置方案

根据该原油管道工程用太阳能供电系统的基本技术要求以及初步技术方案和设备主要参数总结如表2：

3.5 太阳能电源系统的计算

经过太阳能电源生产厂家根据现场实际情况结合当地日照条件和环境温度对理论结果进行工程处理。在工程方法合理范围内将各站点化为一种类型系统。如表3

表中蓄电池容量按10h率容量表示，实际运行容量约比10h率容量高10%以上。

3.6 太阳能电源系统设备选型

该原油管道工程太阳能电源系统是一种典型的独立光伏发电系统，太阳能电源系统主要由以下几个部分组成：

（1）太阳电池方阵及架台（含接线箱）。太阳电池方阵是由太阳电池组件按照2块串联后形成1组，根据容量要求再15组并联组成。方阵架台安装在通讯和设备机房的屋顶上。

（2）控制器。电源控制器选择了落地式安装，其内部主要由太阳能充电器、监控器、调压装置、高频开关整流器、电源配电单元和系统参量检测部件、接地铜排等组成。

（3）蓄电池及架台。蓄电池是太阳能系统的重要组成部分。该原油管道工程采用的是胶体免维护蓄电池，其固有的“免”维护特性及对环境较少污染的特点，很适合用于性能可靠的太阳能电源系统，特别是像赣马和杨村这样无人值守的阀室。

（4）关联辅助设备。辅助设备组成，为了提高系统的可靠性，配置整流器等做为配套设备使用。

4、结语

随着我国对环境保护和自然资源保护日益重视，太阳能作为新能源已经被人们广泛的接受和认知。太阳能电源系统作为一种绿色能源在长输油管道工程中的应用，不仅能对无人值守的阀室及站场实现有效、可靠供电，而且对沿线的环境保护起到了重要作用。太阳能电源这一“后起之秀”也将在石油天然气管道行业中发光发热。

参考文献

[1]温栋.长输管道中的太阳能电源系统[J].阳光能源，2005.（06）：42-46.

[2]中华人民共和国建设部.GB50253-2003（2006版）.输油管道工程设计规范[S].北京：中国计划出版社，2007.