CN216530688U - 基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统，光伏直流微电网包括太阳能电池板，太阳能控制器分别与太阳能电池板和蓄电池电连接，太阳能控制器与逆变器电连接，逆变器电连接有建筑屋顶融雪除冰供电控制器，建筑屋顶融雪除冰供电控制器分别电连接有加热结构、环境监测器和雨雪传感器，加热结构设置于建筑屋顶上，建筑屋顶融雪除冰供电控制器电源输入端电连接有市电；采用直流供电的石墨烯发热膜无电磁污染、节能、易操作且防水，适合铺设于变电站屋顶混凝土结构层，用于融雪除冰；利用太阳能储备电能，既保证达到了变电站建筑屋顶融雪除冰的目的，保证了变电站屋内电气设备的可靠性，又节约了能源。

Description

基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统
技术领域
本实用新型涉及智能微电网控制系统技术领域，具体领域为基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统。
背景技术
在我国北方，冬季气候寒冷，降雪量较大。北方的变电站、特别是风电场、光伏电站往往地处荒无人烟的偏远山区或荒漠戈壁，且目前多数是无人值守站；这些场站中高低压配电室屋顶冬季长期积雪结冰，对屋顶的防水造成严重影响，给屋内电气装置的正常运行带来直接威胁；传统的人工清除融雪除冰方式对于北方地区的变电站、新能源场站来说成本高且难度大。
为了解决这一问题，通常在建筑屋顶安装基于微电网的融冰雪设备，对比人工清除融雪除冰效率更高，降低成本，其中微电网是指由分布式电源、储能装置、能量转换装置、相关负荷和监控、保护装置汇集而成的小型发配电系统，微电网以内部分布式清洁能源为主电源，如风电、光电、生物质发电等，可以实现网内的功率平衡与能量优化；但是普通微电网通常采用的交流微网系统结构，交直流的频繁转换和交流供电的石墨烯发热膜都会产生大量的电磁干扰，不利于变电站内电气设备，特别是保护控制设备的安全运行，为了解决上述问题，我们提出了基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统，包括光伏直流微电网，所述光伏直流微电网包括太阳能电池板，且太阳能电池板倾斜设置，所述太阳能电池板底面固定装配有太阳能控制器和蓄电池，所述太阳能控制器分别与太阳能电池板和蓄电池电连接，所述太阳能控制器侧壁固定装配有逆变器，且太阳能控制器与逆变器电连接，所述逆变器电连接有建筑屋顶融雪除冰供电控制器，所述建筑屋顶融雪除冰供电控制器分别电连接有加热结构、环境监测器和雨雪传感器，所述加热结构设置于建筑屋顶上，所述建筑屋顶融雪除冰供电控制器电源输入端电连接有市电。
优选的，所述加热结构包括建筑房顶混凝土基层，所述建筑房顶混凝土基层内部横向嵌入装配有第一石墨烯发热膜，所述建筑房顶混凝土基层上表面铺设有第二石墨烯发热膜。
优选的，所述第一石墨烯发热膜和第二石墨烯发热膜的结构和形状完全相同，所述第二石墨烯发热膜包括石墨烯发热膜主体，所述石墨烯发热膜主体外侧包裹有PVC阻燃材料封装，所述石墨烯发热膜主体端部设有电极，且电极的数量有两个，相邻所述石墨烯发热膜主体的电极并联连接。
优选的，所述石墨烯发热膜主体左右边缘包裹有防护边缘。
优选的，所述环境监测器和雨雪传感器固定装配于建筑房顶上表面边缘处。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
(1)本方案中采用光伏直流微电网，采用直流供电的石墨烯发热膜无电磁污染、节能、易操作且防水，适合铺设于变电站屋顶混凝土结构层，用于融雪除冰。
(2)通过太阳能电池板发电储存在蓄电池中，利用太阳能储备电能，既保证达到了变电站建筑屋顶融雪除冰的目的，保证了变电站屋内电气设备的可靠性，又节约了能源，增加盈利，还可实现自发自用、余电上网。
(3)本方案采用的石墨烯发热膜，外护套采用PVC阻燃材料封装而成，其柔韧性好，具有防水、抗拉、绝缘性好等特点，可以铺设于上表面及混凝土内部，既安全牢固又节能。
(4)方案采用的加热结构在建筑房顶混凝土基层内部设有第一石墨烯发热膜，建筑房顶混凝土基层上表面设有第二石墨烯发热膜，从建筑房顶混凝土基层内部和表面同时进行加热，提高融冰雪效果。
(5)方案采用的石墨烯发热膜主体边缘包裹有防护边缘，通过防护边缘保护石墨烯发热膜主体，延长使用寿命。
(6)方案中的环境监测器和雨雪传感器设置在建筑屋顶上，分别用于监测屋顶环境和雨雪状态，将信号反馈给建筑屋顶融雪除冰供电控制器，当检测信号达到设定阈值时，建筑屋顶融雪除冰供电控制器控制加热结构开启工作，使得建筑屋顶融雪除冰工作自动进行。
附图说明
图1为本实用新型的主视结构示意图；
图2为本实用新型的第二石墨烯发热膜结构示意图；
图3为本实用新型的结构示意框图。
图中：1-光伏直流微电网、11-太阳能电池板、12-太阳能控制器、13-蓄电池、14-逆变器、15-建筑屋顶融雪除冰供电控制器、2-加热结构、21-建筑房顶混凝土基层、22-第一石墨烯发热膜、23-第二石墨烯发热膜、231-石墨烯发热膜主体、232-PVC阻燃材料封装、233-防护边缘、234-电极、3-环境监测器、4-雨雪传感器。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
请参阅图1-3，本实用新型提供一种技术方案：基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统，包括光伏直流微电网1，光伏直流微电网1包括太阳能电池板11，且太阳能电池板11倾斜设置，太阳能电池板11底面固定装配有太阳能控制器12和蓄电池13，太阳能控制器12分别与太阳能电池板11和蓄电池13电连接，太阳能控制器12侧壁固定装配有逆变器14，且太阳能控制器12与逆变器14电连接，逆变器14电连接有建筑屋顶融雪除冰供电控制器15，建筑屋顶融雪除冰供电控制器15分别电连接有加热结构2、环境监测器3和雨雪传感器4，加热结构2设置于建筑屋顶上，建筑屋顶融雪除冰供电控制器15电源输入端电连接有市电。
采用光伏直流微电网1，采用直流供电的石墨烯发热膜无电磁污染、节能、易操作且防水，适合铺设于变电站屋顶混凝土结构层，用于融雪除冰；通过太阳能电池板11发电储存在蓄电池13中，利用太阳能储备电能，既保证达到了变电站建筑屋顶融雪除冰的目的，保证了变电站屋内电气设备的可靠性，又节约了能源，增加盈利，还可实现自发自用、余电上网。
具体而言，加热结构2包括建筑房顶混凝土基层21，建筑房顶混凝土基层21内部横向嵌入装配有第一石墨烯发热膜22，建筑房顶混凝土基层21上表面铺设有第二石墨烯发热膜23。
石墨烯发热膜和常规发热膜一样需要通电发热，在石墨烯发热膜两端电极通电的情况下，电热膜中的碳分子在电阻中产生声子、离子和电子，由产生的碳分子团之间相互摩擦、碰撞而产生热能，热能又通过控制波长在5—14微米的远红外线以平面方式均匀地辐射出来，有效电热能总转换率达99％以上，同时加上特殊的石墨烯材料的超导性，保证发热性能稳定，但是与常规金属丝发热膜不同的地方在于，发热稳定安全，而且散发出来的红外线被称为“生命光线”，采用直流供电的石墨烯发热膜无电磁污染、节能、易操作且防水，适合铺设于变电站屋顶混凝土结构层，用于融雪除冰。
采用的加热结构2在建筑房顶混凝土基层21内部设有第一石墨烯发热膜22，建筑房顶混凝土基层21上表面设有第二石墨烯发热膜23，从建筑房顶混凝土基层21内部和表面同时进行加热，提高融冰雪效果。
具体而言，第一石墨烯发热膜22和第二石墨烯发热膜23的结构和形状完全相同，第二石墨烯发热膜23包括石墨烯发热膜主体231，石墨烯发热膜主体231外侧包裹有PVC阻燃材料封装232，石墨烯发热膜主体231端部设有电极234，且电极234的数量有两个，相邻石墨烯发热膜主体231的电极234并联连接；采用的石墨烯发热膜，外护套采用PVC阻燃材料封装232而成，其柔韧性好，具有防水、抗拉、绝缘性好等特点，可以铺设于上表面及混凝土内部，既安全牢固又节能。
具体而言，石墨烯发热膜主体231左右边缘包裹有防护边缘233，采用的石墨烯发热膜主体231边缘包裹有防护边缘233，通过防护边缘233保护石墨烯发热膜主体231，延长使用寿命。
具体而言，环境监测器3和雨雪传感器4固定装配于建筑房顶上表面边缘处；环境监测器3和雨雪传感器4设置在建筑屋顶上，分别用于监测屋顶环境和雨雪状态，将信号反馈给建筑屋顶融雪除冰供电控制器15，当检测信号达到设定阈值时，建筑屋顶融雪除冰供电控制器15控制加热结构2开启工作，使得建筑屋顶融雪除冰工作自动进行。
工作原理：本实用新型采用光伏直流微电网1，采用直流供电的石墨烯发热膜无电磁污染、节能、易操作且防水，适合铺设于变电站屋顶混凝土结构层，用于融雪除冰；通过太阳能电池板11发电储存在蓄电池13中，利用太阳能储备电能，既保证达到了变电站建筑屋顶融雪除冰的目的，保证了变电站屋内电气设备的可靠性，又节约了能源，增加盈利，还可实现自发自用、余电上网；
采用的加热结构2在建筑房顶混凝土基层21内部设有第一石墨烯发热膜22，建筑房顶混凝土基层21上表面设有第二石墨烯发热膜23，从建筑房顶混凝土基层21内部和表面同时进行加热，提高融冰雪效果。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本实用新型的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (5)

1.基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统，包括光伏直流微电网(1)，其特征在于：所述光伏直流微电网(1)包括太阳能电池板(11)，且太阳能电池板(11)倾斜设置，所述太阳能电池板(11)底面固定装配有太阳能控制器(12)和蓄电池(13)，所述太阳能控制器(12)分别与太阳能电池板(11)和蓄电池(13)电连接，所述太阳能控制器(12)侧壁固定装配有逆变器(14)，且太阳能控制器(12)与逆变器(14)电连接，所述逆变器(14)电连接有建筑屋顶融雪除冰供电控制器(15)，所述建筑屋顶融雪除冰供电控制器(15)分别电连接有加热结构(2)、环境监测器(3)和雨雪传感器(4)，所述加热结构(2)设置于建筑屋顶上，所述建筑屋顶融雪除冰供电控制器(15)电源输入端电连接有市电。
2.根据权利要求1所述的基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统，其特征在于：所述加热结构(2)包括建筑房顶混凝土基层(21)，所述建筑房顶混凝土基层(21)内部横向嵌入装配有第一石墨烯发热膜(22)，所述建筑房顶混凝土基层(21)上表面铺设有第二石墨烯发热膜(23)。
3.根据权利要求2所述的基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统，其特征在于：所述第一石墨烯发热膜(22)和第二石墨烯发热膜(23)的结构和形状完全相同，所述第二石墨烯发热膜(23)包括石墨烯发热膜主体(231)，所述石墨烯发热膜主体(231)外侧包裹有PVC阻燃材料封装(232)，所述石墨烯发热膜主体(231)端部设有电极(234)，且电极(234)的数量有两个，相邻所述石墨烯发热膜主体(231)的电极(234)并联连接。
4.根据权利要求3所述的基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统，其特征在于：所述石墨烯发热膜主体(231)左右边缘包裹有防护边缘(233)。
5.根据权利要求1所述的基于光伏直流微电网的变电站融冰雪供电控制系统，其特征在于：所述环境监测器(3)和雨雪传感器(4)固定装配于建筑房顶上表面边缘处。
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