1.寒区隧道排水管自发电控制系统,其特征在于,包括:多个自发电单元,沿隧道中心排水沟(1)轴线被配置于隧道中心排水沟(1);多个电伴热带分段(303),沿纵向排水管(3)轴线分段配置于所述纵向排水管(3);所述纵向排水管(3)通过横向排水管(2)连通于所述隧道中心排水沟(1);温度传感器(302),被配置于所述纵向排水管(3);控制机构,被配置于所述隧道中;所述自发电单元包括:半蝶阀,被配置于所述自发电单元上游侧,且所述半蝶阀的阀瓣闭合时,所述阀瓣遮挡所述隧道中心排水沟(1)的下半部分空间;微型水力发电设备,被配置于所述自发电单元下游侧;所述控制机构还被配置为:根据隧道里程建立所述自发电单元、温度传感器(302)和电伴热带分段(303)的对应关系;获取多个自发电单元的高程数据,并获取对应所述自发电单元的温度传感器(302)的温度数据;根据所述温度数据和对应的所述自发电单元发电量控制对应的电伴热带分段(303)工作,并根据所述高程数据和所述温度数据控制所述自发电单元中的半蝶阀阀瓣开启或关闭;还包括:蓄电池,被配置于隧道中;所述自发电单元包括:电量分配单元,被配置为将所述微型水力发电设备产生的电力分配至蓄电池和对应所述自发电单元的电伴热带分段(303);所述控制机构还被配置为:根据所述温度数据计算每个电伴热带分段(303)所需电量作为第一电量,并根据所述第一电量控制所述电量分配单元将第二电量中符合第一电量的部分分配至对应的电伴热带分段(303),将第三电量分配至所述蓄电池;所述第二电量为对应所述电伴热带分段(303)的自发电单元的发电量;所述第三电量为所述第二电量剔除所述第一电量的电量;所述控制机构还被配置为:当所述第二电量无法满足所述第一电量的需求时,通过所述蓄电池对所述第一电量中缺少的部分进行补充;当所述蓄电池的输出电量达到一定程度时,控制所述自发电单元打开所述半蝶阀。
2.根据权利要求1所述的寒区隧道排水管自发电控制系统,其特征在于,所述控制机构还被配置为:将隧道里程差异在预设范围内的所述自发电单元、所述温度传感器(302)和所述电伴热带分段(303)作为相互对应的所述自发电单元、所述温度传感器(302)和所述电伴热带分段(303)。
3.根据权利要求1所述的寒区隧道排水管自发电控制系统,其特征在于,所述控制机构还被配置为:根据所述隧道中心排水沟(1)的管径、所述半蝶阀阀瓣的尺寸和所述高程数据计算所述自发电单元储存的水势能,并根据所述高程数据计算每个自发电单元对该每个自发电单元下游每个自发电单元的水势能系数;所述水势能系数为当自发电单元开启半蝶阀阀瓣时,该自发电单元下游自发电单元可以接收到的水势能比例;当任意自发电单元开启半蝶阀阀瓣时,根据该自发电单元储存的水势能和所述水势能系数修正该自发电单元和下游自发电单元的第二电量。
4.基于权利要求1~3任意一项所述控制系统的寒区隧道排水管自发电控制方法,其特征在于,包括:根据隧道里程建立所述自发电单元、温度传感器(302)和电伴热带分段(303)的对应关系;获取多个自发电单元的高程数据,并获取对应所述自发电单元的温度传感器(302)的温度数据;根据所述温度数据和对应的所述自发电单元发电量控制对应的电伴热带分段(303)工作,并根据所述高程数据和所述温度数据控制所述自发电单元中的半蝶阀阀瓣开启或关闭。
5.根据权利要求4所述的寒区隧道排水管自发电控制方法,其特征在于,根据隧道里程建立所述自发电单元、温度传感器(302)和电伴热带分段(303)的对应关系包括:将隧道里程差异在预设范围内的所述自发电单元、所述温度传感器(302)和所述电伴热带分段(303)作为相互对应的所述自发电单元、所述温度传感器(302)和所述电伴热带分段(303)。
6.根据权利要求4所述的寒区隧道排水管自发电控制方法,其特征在于,还包括:蓄电池,被配置于隧道中;所述自发电单元包括:电量分配单元,被配置为将所述微型水力发电设备产生的电力分配至蓄电池和对应所述自发电单元的电伴热带分段(303);根据所述温度数据和对应的所述自发电单元发电量控制对应的电伴热带分段(303)工作包括:根据所述温度数据计算每个电伴热带分段(303)所需电量作为第一电量,并根据所述第一电量控制所述电量分配单元将第二电量中符合第一电量的部分分配至对应的电伴热带分段(303),将第三电量分配至所述蓄电池;所述第二电量为对应所述电伴热带分段(303)的自发电单元的发电量;所述第三电量为所述第二电量剔除所述第一电量的电量。
7.根据权利要求6所述的寒区隧道排水管自发电控制方法,其特征在于,根据所述高程数据和所述温度数据控制所述自发电单元中的半蝶阀阀瓣开启或关闭包括:当所述第二电量无法满足所述第一电量的需求时,通过所述蓄电池对所述第一电量中缺少的部分进行补充;当所述蓄电池的输出电量达到一定程度时,控制所述自发电单元打开所述半蝶阀。
8.根据权利要求7所述的寒区隧道排水管自发电控制方法,其特征在于,根据所述高程数据和所述温度数据控制所述自发电单元中的半蝶阀阀瓣开启或关闭还包括:根据所述隧道中心排水沟(1)的管径、所述半蝶阀阀瓣的尺寸和所述高程数据计算所述自发电单元储存的水势能,并根据所述高程数据计算每个自发电单元对该每个自发电单元下游每个自发电单元的水势能系数;所述水势能系数为当自发电单元开启半蝶阀阀瓣时,该自发电单元下游自发电单元可以接收到的水势能比例;当任意自发电单元开启半蝶阀阀瓣时,根据该自发电单元储存的水势能和所述水势能系数修正该自发电单元和下游自发电单元的第二电量。