427 风光互补地埋感应式自动监控系统方案设计及机械结构设计

基于风光互补发电实验平台的监控系统本文针对风光互补发电实验平台，对基于PLC的风/光/蓄一体的集中监控系统进行设计.其功能主要是对系统运行参数进行实时监控，包括采集和监测风光互补发电系统的运行情况，并将风光互补发电系统的运行数据实时记录和储存，使风光互补发电系统各部分协调、稳定工作，完成相应的各种功能，达到教学实验的目的。

标签：风;光;发电;实验;监控1 引言近年来，风能和太阳能的利用技术发展迅速，10年前，世界风光发电总功率不到100万kW，如今已超，过1000万kW。

据估计，20年内风光发电将可满足世界电力需求的10%，成为21世纪主要的能源之一[1]。

世界各国都对新型能源进行了深入的研究和开发。

风能和太阳能被认为是最具有代表性的新能源和可再生能源，二者在时间和季节上具有很强的互补性，将其结合起来，就可以很好地实现能量转化性价比与工作可靠性的兼顾，风光互补发电模式应运而生。

风光互补发电系统一般都属于独立的电源系统，分布非常分散，而新能源发电监控技术的发展给这些基站提供了一个安全、稳定、可靠的运行环境。

配备成本低廉、性能完善、操作简单的监控系统是风光互补发电系统发展的必然趋势[2-4]。

基于风光互补发电的实验教学系统，本文采用组态王对监控系统进行设计，与实验系统的各部分相结合，来及时有效的获得系统的运行参数，保证系统稳定工作。

试验者可根据监控系统提供的可视化监控画面，进行实时现场监控。

2 整体结构本文所叙述的风光互补发电系统结构如图1所示。

它主要由太阳能光伏电池组、风力发电机组、风光互补控制器、逆变器、蓄电池组、交流负载、直流负载组成。

图1 风光互补发电系统结构图Figure 1 Wind and solar power generation system structure（1）风力发电部分是利用风力机捕获风能并将其转换为机械能，然后通过风力发电机将机械能转换为电能，再通过控制器对蓄电池进行充电。

摘 要本次风光互补地埋感应式自动监控系统设计是以现有风光互补系统、流体理论，和 Ansys CFD的仿真结果为设计依据及参考下完成的。

所设计系统实现了自主供能，自动 跟踪的设计要求。

在设计模拟过程中，对相对复杂流体分析和繁琐的计算流程通过运用 有限元分析软件 Ansys 的流体分析方法对风轮结构进行计算与处理。

合理的机械结构设计是自动监控系统性能的重要指标。

对所采用的机械结构进行了 设计与计算最终实现自主供能与自动监控的要求。

球型外壳能减少灰尘及各种干扰，日 常维护方便，可达到隐蔽监视的目的。

同时监控云台在水平方向可连续 360°无级变速 扫描，并设有视频分析自动跟踪功能。

关键词：风光互补，地埋感应，有限元分析ABSTRACTThe scenery complementary buried inductive automatic monitoring system design is based on the existing scenery complementary system, fluid theory, and the simulation result of Ansys CFD basis and reference for design is done. The design of independent system can, automatic tracking the design requirements. In the design process simulation, the relatively complex fluid analysis and complicated computing process by using finite element analysis software Ansys fluid analysis method to calculate the rotor structure and processing.Reasonable mechanical structure design of automatic monitoring system is an important index of the performance. On the mechanical structure design and calculation finally realize independent energy and automatic monitoring requirements. Spherical shell can reduce dust, and all kinds of interference, daily maintenance convenient, can achieve the purpose of covert surveillance. Monitor yuntai in a horizontal direction for the 360 CVT scanning, and is equipped with video analysis to be automatic tracking function.Key words: complementary scenery, the ground induction, finite element analysis目 录1 绪论 (1)1.1 监控系统概述 (1)1.2 地埋感应概述 (1)1.3 风光互补系统概述 (2)1.4 本次毕业设计的设计背景与应用意义 (2)2 系统总体方案 (4)2.1 方案要求 (4)2.2 总体设计原则 (4)2.3 方案设计思想 (5)2.4 方案设计目标 (5)2.5 系统各零部件工作方式 (6)3 风光互补供能系统设计 (8)3.1 供能系统设计要求 (8)3.2 风光互补功能系统的计算与分配 (8)3.3 风力发电机叶片的模拟仿真及其计算 (9)3.4 求解数学模型及参数 (14)3.5 风力叶片流场模拟 (15)4 自动监控系统机械结构设计............................................错误！未定义书签。

风光互补工程方案一、工程背景随着全球环境问题日益突出以及对化石能源的依赖程度逐渐降低，清洁能源已经成为未来能源发展的主要方向。

而在各种清洁能源中，风能和太阳能是目前发展最为成熟的两种能源之一。

然而，由于它们各自的特性，无法实现全天候、全季候的稳定供电，因此需要寻求解决方案。

风光互补工程应运而生。

二、工程内容风光互补工程主要通过风力发电和太阳能发电的相互补充和整合，以实现对电力系统的综合优化。

具体包括以下几方面：1.风力发电场的布局和规划。

风力发电场的布局需要考虑风速、风向等因素，以确保风能的最大化利用。

同时，在布局设计上要与太阳能发电设施相结合，实现互补和互补发电。

2.太阳能发电设施的选址和建设。

太阳能发电设施需在地形、气象等多方面因素的综合考虑下选址，并采取适当的建设措施，以确保设施的长期利用和运营。

3.风力发电系统和太阳能发电系统的技术整合。

风力发电系统和太阳能发电系统的技术整合是风光互补工程实施的关键环节。

需要综合考虑两种发电方式的特点，实现互补和互补发电，提高电力系统的可靠性和稳定性。

4.电力系统的优化设计。

通过对风力发电和太阳能发电系统的整合和优化设计，实现对电力系统的综合优化，提高发电量和稳定性。

5.智能化监控和运维。

在风光互补工程中，智能化监控和运维是保证系统运行效率和安全的重要手段。

需要采用先进的监控技术，对发电系统的运行情况进行实时监测，并采取相应措施保证系统运行的安全和稳定。

三、工程优势风光互补工程的实施，具有如下几方面的优势：1.提高清洁能源利用效率。

通过风力和太阳能的互补发电，可以大大提高清洁能源的利用效率，减少对传统能源的依赖。

2.提高电力系统的稳定性。

风力和太阳能发电系统的互补和整合，可以有效克服两种清洁能源的间歇性和波动性，提高电力系统的稳定性和可靠性。

3.降低发电成本。

风光互补工程可以优化发电系统的设计和运行，提高发电量和稳定性，降低发电成本，从而提升经济效益。

4.推动清洁能源的发展。

风光互补项目实施方案项目背景：随着能源问题的日益突出以及环境状况的不断恶化，开发风光互补项目成为了解决能源供应和环境保护的重要途径。

风光互补即指太阳能和风能的共同利用，在全球范围内得到了广泛关注和推广。

为了贯彻可持续发展理念，本文制定了风光互补项目的实施方案。

一、项目目标：本项目的目标是通过合理有效地利用太阳能和风能，提供可再生清洁能源，减少化石燃料的使用，促进能源的多元化，减少温室气体的排放，改善环境状况，并为社会和经济发展提供可靠的能源保障。

二、项目内容：1.选址：根据当地光照和风能情况，选择适宜的项目区域。

优先考虑具有较高光照和风能资源的地区，确保项目的可持续性和综合效益。

2.规划设计：依据项目需求和地形条件，进行项目规划设计。

包括确定太阳能和风能发电设备的布局、容量大小、备用系统等。

3.设备采购：根据设计方案编制设备采购方案，并进行设备供应商的评估和选择。

确保选购到符合项目质量要求和经济效益的设备。

4.工程建设：进行土地平整、基础设施建设、电缆布线等工程建设工作。

确保设备的安全可靠运行。

5.运营与维护：建立运营和维护管理体系，确保设备的正常运行和及时维护。

提供可靠的能源供应，并定期进行设备巡检和维护保养。

6.数据监测与分析：安装数据采集设备，监测风能和太阳能的收集情况。

同时进行数据分析和评估，以优化项目运营和维护策略。

三、项目进度计划：1.项目准备阶段：包括项目目标确定、选址、规划设计等。

预计耗时2个月。

2.设备采购阶段：确定设备需求，制定采购计划并进行设备供应商评估和选择。

预计耗时1个月。

3.工程建设阶段：进行土地平整、基础设施建设、设备安装等工程建设。

预计耗时6个月。

4.运营与维护阶段：建立运营和维护管理体系，进行设备运行和维护工作。

预计持续运营5年以上。

四、项目预算：项目预算以万元为单位，包括设备采购费用、工程建设费用、运营与维护费用等。

具体预算将在项目具体设计和采购计划编制阶段确定。

风光互补供电系统设计方案一、典型1080P枪机供电指标典型的枪机有无红外CCD枪机的基本供电指标如表1所示：表1二、风光互补系统风光互补作为一套发电应用系统，是利用太阳能电池方阵、风力发电机（将交流电转化为直流电）将发出的电能存储到蓄电池组中，当用户需要用电时，通过输电线路送到用户负载处。

是风力发电机和太阳电池方阵两种发电设备共同发电。

风光互补发电站采用风光互补发电系统，风光互补发电站系统主要由风力发电机、太阳能电池方阵、智能控制器、蓄电池组、电缆及支撑和辅助件等组成一个发电系统，系统构成如图1所示，主要组成部分的功能介绍如下：●发电部分：由风力发电机和太阳能电池板矩阵组成，完成风－电；光－电的转换，并且通过充电控制器与直流中心完成给蓄电池组自动充电的工作。

●蓄电部分：由多节蓄电池组成，完成系统的全部电能储备任务。

●风光互补供电控制部分：由风能和太阳能充电控制器、直流中心、控制柜、避雷器等组成。

完成系统各部分的连接、组合以及对于蓄电池组充电的自动控制。

●供电部分：将蓄电池中的直流电能供给用电器。

●逆变器：蓄电池的24V直流输出经过逆变器逆变后，转化为220V交流输出电源，用以替代原有的220V市电电源，向监控摄像机及其信号传输设备供电，前端设备备有电源适配器进行交直流转换以及变压。

图1风光互补供电系统可以在夜间和阴雨天无阳光时由风能发电，而晴天由太阳能发电，在既有风又有太阳的情况下两者同时发挥作用，实现了全天候的发电功能，比单用风机和太阳能更经济、科学与实用。

因此，非常适用于需要24小时不间断供电的高清视频监控摄像机。

针对内容一中介绍的典型1080P枪机供电指标，考虑到出现连续无风无日照的天气情况，因此建议采用250Ah的蓄电池，一次充满可持续供电5天。

风光互补系统设计参数如下所示(具体计算方法见附录)：●小型风力发电机：480W（5叶片）24V●蓄电池额定电压24V●输出功率：60W●单晶硅太阳能板150W×4块●风光互补蓄电池：单块额定电压12V，额定容量125Ah，采用4块组合成额定电压2 4 V，额定容量250Ah的蓄电池组。

风光互补系统设备视频监控方案一､项目需求:视频监控系统建设在旷野高速路旁,建立于大型广告塔上或附近,最近的风光互补发电系统的塔之间距离为150米,本次工程初期将会新建设100至300个点;风光互补发电系统塔高20米左右,需要结合甲方的防盗报警系统对塔身设备如太阳能电池组､塔底控制柜及塔周围的安全防盗等实现24小时实时监控｡二､设计方案:1、前端摄像头:摄像头安装高度可根据实际需求,安装于15米到20米高度之间;现场供电系统需提供12V直流电或者220V交流电供视频监控系统取电｡考虑到野外多风沙,有雨,易受雷击的实际应用环境,摄像头需要采取防雨､防尘､防雷､夜视等措施｡推荐使用选择1/3以上索尼CCD芯片的摄像头｡•防雷措施:安装防雷器｡•红外夜视:可选低照度功能摄像头,根据项目实际需求,还可以选用一体化智能球机(带云台控制功能),如果监控距离较远,可以选择枪式与远距离红外灯配合使用｡建议:针对的实际环境,选择适合实际应用的摄像头,摄像头可由甲方自行选购｡我公司可提供相应的摄像头参数供参考,窄带视频一体机支持市面上所有的模拟摄像头｡2、前端设备与联动报警:窄带视频一体机系列产品支持多种分辨率,如:⏹VGA:640x480(VGA),320x240 (SIF),160x120 (QSIF);⏹D1/PAL:D1(704x576),CIF (352x288),QCIF (176x144);其中QVGA格式320*240图像可以扩展为全屏显示后,依然可以清晰的识别图像中的人物｡☑外接传感器:窄带视频一体机系列产品可外接多达20个输入传感器(即开关量输入接口,如:2V至5V电压信号､红外传感器､压力传感器､紧急报警按钮等等)和2个输出传感器,因此可方便的集成甲方的防盗报警系统提供的开关量信号,同时,开关量信号还可联动本地的报警信号进行输出,可用于现场安装扩音设备如喇叭､声光报警器等,用于起到震慑犯罪分子的作用｡值班人员通过系统特有的双向语音通话功能,可以进行远程指挥和现场喊话,对不法人员的破坏行为起到警告作用,阻止违法行为的发生｡☑VMD动作侦查:窄带视频系统特有动作侦查功能(VMD),可对任何时段出现在限制区域的危险操作动作及在敏感时段进入监控范围的任何人员进行动作识别和报警,让管理控制中心的值班人员,第一时间得到警报提醒,并立即启动现场声鸣系统,有效阻止破坏与盗窃行为的发生｡☑数据预警功能:窄带视频一体机特有的AVV功能和邮件､短信报警功能可在报警同时上传录像文件至异地的FTP服务器,实现录像的异地同步备份,并发送图片和短信至目标邮箱和手机,及时发送提示信息,增加预警方式｡在客户端开启视频弹出报警录像功能后,可以在视频智能一体机报警的同时将实时录像保存在本地电脑中,实现异地实时录像备份,为事后调查保存多种确凿证据｡☑GPS功能:窄带视频一体机配备GPS功能,可以实现远程定位｡支持多重电子地图,方便察看各监控现场,直观显示各级地图,可把可控摄像头､固定摄像头､报警器等监控图标任意放置在地图上使用户能在监控现场的示意地图上直接点击摄像头､报警器等图标,观看该摄像头的图像,查看报警器状况｡此外,视频智能一体机可以第一时间将报警信息发送到管理控制中心,以便值班人员可以及时采取有效措施,确认事发地点,查看现场情况,阻止违法行为,确保系统设备的安全｡3、监控管理中心与联动报警:本系统提供免费的SDK工具,可以进行二次开发,能与各种现有监控平台和电视墙的进行对接,推荐使用目前主流的数字电视拼墙｡只需将智能视频一体机与原有监控摄像头相连,即可实现现有系统向智能系统的升级｡系统网络拓扑图在监控管理中心安装本地客户端软件,该软件支持多达144路视频显示,可同时播放16个画面的实时视频,可集中显示在同一台显示器屏幕｡另外,支持智能手机客户端和PDA客户端查看前端监控点的视频图像,方便各值班人员或领导抽查看｡目前手机客户端支持在Windows Mobile 5.0以上版本､Symbian(塞班) 6.0以上版本､Iphone OS以及BlackBerry(黑莓)手机的操作系统内安装,如:诺基亚E72､多普达HD2､Iphone手机等｡通过手机还可以实现录像回放｡在监控管理中心或者区域性监控站点只需安装一台电脑即可对所有监控点进行监控,操作简单,安装方便｡专有的多客户端软件与标准的PC(台式计算机和/或笔记本电脑)兼容｡为了达到最佳的运行效果,PC应该满足以下的最低要求:•基于奔腾4处理器的PC (运行Windows XP 或Windows Vista操作系统) • 2 GB随机存取内存(RAM)•1024x768 屏幕显示分辨率•128 MB 显卡通过安装专用的分流服务器允许多达600人同时访问同一视频前端,根据客户需要还可以增加至4000人｡可实时查看任何需要查看的点,在发生报警的同时,窗口联动弹出报警点的视频图像,可选择多种视频弹出以及声音报警方式,如:视频弹出报警､全屏报警､单独窗口弹出､汽笛式报警､语音报警等;在安全部门和区域性监控站点都可具备视频系统联动报警信息弹出图像的功能,并且可调用历史录像｡三､安装建议:根据摄像头安放位置与发电塔之间的距离不同,可根据实际监控范围适当调整高度,如将摄像头安装于塔顶,约15米至20米高度范围｡以塔底为中心,半径为5~10米的圆形区域为监控范围,由于是俯视,所以半径越大越好,可查看到的人脸机会越大;摄像头安装的位置越高,视角的盲区越小｡窄带视频一体机使用嵌入式软硬件设计,符合低功耗要求｡另外,摄像头到窄带视频一体机之间需要安装一跟BNC接口视频连接线线,如果安装的带云台控制功能的摄像头,我公司提供RS232/485转换器可以将云台与窄带视频一体机进行连接｡可以将摄像头与窄带视频一体机一同安放在塔顶(需增加一个防雨､防尘的保护盒),或者是将摄像头安装在塔顶,而将窄带视频一体机安装在塔底部的控制柜中｡考虑高温的恶劣环境,保护盒和控制柜内可以安装散热片等散热装置,以确保设备的稳定运行｡四､窄带视频一体机产品介绍1､产品特性:专有的视频压缩技术,申请国际专利,能在无线带宽条件下传输最佳的实时视频监控画面,在带宽低至4Kbps时也能传输清晰的监控视频⏹兼容标准的CCTV设备,支持多达600人同一时间不同地点看实况;⏹支持无线(GSM､3G[TD-SCDMA/WCDMA]､WIFI)､有线网络视频传输系统;⏹连接6个并可增至20个输入传感器,2个输出激活器;⏹支持手机､掌上电脑､笔记本电脑､PC台式机等各种设备远程观看实时视频和录像｡2､技术参数:。

风光互补无线远程视频监控系统方案HUA system office room 【HUA16H-TTMS2A-HUAS8Q8-HUAH1688】风光互补供电无线远程视频监控系统设计方案编制：深圳市鑫日科科技有限公司日期：二O一三年八月目录一、前言 .........................................................二、应用特点 (3)2.1太阳能发电子系统...............................................2.2数据无线传输子系统............................................2.3其他子系统....................................................2.3系统相关应用案例图片..........................................三、项目需求.......................................................四、无线视频传输方案设计............................................4.1无线传输方案概述..............................................4.2无线传输方案设计..............................................4.3无线传输设备介绍..............................................五、风光互补发电系统方案设计........................................5.1风光互补独立供电系统（监控类）示意图..........................5.2设计思路......................................................5.3安装地对自然资源要求..........................................5.4设备选型方案..................................................六、前端监控设备介绍................................................七、远程视频同步方案介绍 (17)八、方案预算........................................................一、前言近几年，传统视频监控方兴未艾之时，太阳能、风能无线网络监控，一种真正的脱“线”了的远程视频传输模式，犹如一只奇葩悄然绽放。

专利名称：一种森林风光互补监控系统专利类型：实用新型专利
发明人：徐剑雄
申请号：CN201320007763.X
申请日：20130107
公开号：CN203039806U
公开日：
20130703
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种森林风光互补监控系统，其包括塔干、风光互补供电系统及设置于塔干上的监控摄像机、运动物体检测器和高亮LED爆闪灯，监控摄像机的输出端连接有GPRS无线数据传输模块，运动物体检测器的输出端与高亮LED爆闪灯连接，风光互补供电系统分别与监控摄像机、运动物体检测器和GPRS无线数据传输模块连接为其供电，风光互补供电系统通过正弦波逆变器与高亮LED爆闪灯连接为其供电，优点是该系统利用监控摄像机和GPRS无线数据传输模块，使得远程用户能够实时查看到森林的现场状况，并通过运动物体检测器和高亮LED爆闪灯，能够对处于监控范围内的运动物体进行警示，促使其离开，不仅结构简单、成本低，而且有效地保护了监控设备不受野兽的破坏。

申请人：徐剑雄
地址：315040 浙江省宁波市高新区研发园光华路299弄14幢33号
国籍：CN
代理机构：宁波奥圣专利代理事务所(普通合伙)
代理人：周珏
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