[發(fā)明專利]一種鋼結(jié)構(gòu)屋頂分布式光伏電站光伏組件除冰雪系統(tǒng)及方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111193862.7
• 申請(qǐng)日: 2021-10-13
• 公開（公告）號(hào): CN113852346A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉思佳;王國清;封焯文;趙志華;李云濤;肖力元;朱金峰;童威
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國能源建設(shè)集團(tuán)湖南省電力設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): H02S40/12
• 分類號(hào): H02S40/12;H02J3/38;H02S50/00;H02J13/00
• 代理公司: 長沙七源專利代理事務(wù)所(普通合伙) 43214
• 代理人: 劉伊?xí)D;周曉艷

1.一種鋼結(jié)構(gòu)屋頂分布式光伏電站光伏組件除冰雪系統(tǒng)，其特征在于，光伏電站包括光伏陣列、電能轉(zhuǎn)換設(shè)備和并網(wǎng)設(shè)備，除冰雪系統(tǒng)包括導(dǎo)電發(fā)熱膜、除冰雪電氣設(shè)備、壓力傳感器和除冰雪控制器；

所述光伏陣列包括多個(gè)光伏組件，各光伏組件上設(shè)置導(dǎo)電發(fā)熱膜；

所述光伏陣列的電力輸出端與電能轉(zhuǎn)換設(shè)備的直流輸入端連接，所述電能轉(zhuǎn)換設(shè)備的交流輸出端與并網(wǎng)設(shè)備的輸入端連接，所述并網(wǎng)設(shè)備的輸出端與電網(wǎng)連接；

所述除冰雪電氣設(shè)備包括除冰雪變壓器和斷路器，所述除冰雪變壓器的進(jìn)線端與電能轉(zhuǎn)換設(shè)備的交流輸出端或者并網(wǎng)設(shè)備的輸入端連接，所述除冰雪變壓器的出線端與斷路器的進(jìn)線端連接，所述斷路器的出線端與導(dǎo)電發(fā)熱膜連接；

所述除冰雪控制器與斷路器連接并用于控制斷路器動(dòng)作，所述壓力傳感器設(shè)置在屋頂并用于監(jiān)測(cè)屋頂?shù)膶?shí)時(shí)荷載。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鋼結(jié)構(gòu)屋頂分布式光伏電站光伏組件除冰雪系統(tǒng)，其特征在于，所述導(dǎo)電發(fā)熱膜設(shè)置于光伏組件的上表面。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼結(jié)構(gòu)屋頂分布式光伏電站光伏組件除冰雪系統(tǒng)，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換設(shè)備為組串式逆變器，所述并網(wǎng)設(shè)備為380V低壓并網(wǎng)柜。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼結(jié)構(gòu)屋頂分布式光伏電站光伏組件除冰雪系統(tǒng)，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換設(shè)備為組串式逆變器，所述并網(wǎng)設(shè)備為箱式變壓器和10kV開關(guān)柜。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋼結(jié)構(gòu)屋頂分布式光伏電站光伏組件除冰雪系統(tǒng)，其特征在于，所述電能轉(zhuǎn)換設(shè)備為直流匯流箱和集中式逆變器，所述并網(wǎng)設(shè)備為箱式變壓器和10kV開關(guān)柜。

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5所述的鋼結(jié)構(gòu)屋頂分布式光伏電站光伏組件除冰雪系統(tǒng)，其特征在于，所述箱式變壓器采用油浸式變壓器或干式變壓器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1～5中任意一項(xiàng)所述的鋼結(jié)構(gòu)屋頂分布式光伏電站光伏組件除冰雪系統(tǒng)，其特征在于，所述除冰雪控制器包括單片機(jī)和無線通信電路，所述無線通信電路通過串口通訊驅(qū)動(dòng)電路與單片機(jī)連接，所述單片機(jī)與斷路器之間通過RS458通信連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋼結(jié)構(gòu)屋頂分布式光伏電站光伏組件除冰雪系統(tǒng)，其特征在于，所述除冰雪控制器還包括顯示器，所述顯示器與單片機(jī)連接。

9.一種基于權(quán)利要求8所述系統(tǒng)的鋼結(jié)構(gòu)屋頂分布式光伏電站光伏組件除冰雪方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1)所述光伏陣列包括多個(gè)光伏組串，每個(gè)光伏組串包括多個(gè)串聯(lián)的光伏組件，對(duì)每個(gè)光伏組串進(jìn)行編號(hào)且編號(hào)不重復(fù)；

步驟2)設(shè)置參數(shù)：屋頂最大承載力F_Z、光伏電站有效發(fā)電時(shí)間t_pv、除冰雪變壓器出線端電壓U_cx、導(dǎo)電發(fā)熱膜電阻R_cx和除冰雪時(shí)間t_cx，采集屋頂實(shí)時(shí)荷載F_S以及光伏電站在有效發(fā)電時(shí)間t_pv內(nèi)的功率P_pv；

步驟3)若F_S＜F_Z，則此時(shí)的屋頂承載力滿足要求，進(jìn)入步驟4)，否則進(jìn)入步驟6)；

步驟4)根據(jù)參數(shù)計(jì)算在光伏電站在有效發(fā)電時(shí)間t_pv內(nèi)產(chǎn)生的總電能W以及除冰雪所需消耗的能量Q，若W＜Q，則暫不進(jìn)行除冰雪作業(yè)，否則進(jìn)入步驟5)；

步驟5)導(dǎo)電發(fā)熱膜利用光伏電站自身產(chǎn)生的電能實(shí)現(xiàn)除雪融冰；

步驟6)控制斷路器閉合，導(dǎo)電發(fā)熱膜通電，電能轉(zhuǎn)換為熱能實(shí)現(xiàn)除雪融冰。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的鋼結(jié)構(gòu)屋頂分布式光伏電站光伏組件除冰雪方法，其特征在于，還包括后評(píng)價(jià)程序：在完成除冰雪作業(yè)后，采集整個(gè)光伏電站的實(shí)時(shí)功率P_總，并計(jì)算得到各光伏組串的平均功率m為光伏組串的數(shù)量，采集第i個(gè)光伏組串的實(shí)時(shí)功率P_i，若則認(rèn)為除冰雪無效，將對(duì)應(yīng)光伏組串的編號(hào)輸出到顯示器，否則認(rèn)為除冰雪有效，返回并對(duì)下一個(gè)光伏組串進(jìn)行比較。