一种智能抗冰系统的设计方法、系统及智能抗冰系统与流程

本发明属于抗冰，尤其涉及一种智能抗冰系统的设计方法、系统及智能抗冰系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、对于处于冰区的海上光伏项目而言，光伏组件的支撑结构的抗冰是不可忽视的重要问题。固定式海上光伏支撑结构一般为上部支撑平台采用钢结构光伏支架，下部基础采用钢管桩或phc管桩，其桩基截面较小，下部基础侧向刚度小，在冰荷载的作用下，存在着严重的安全隐患。

3、目前，已有一些发明提出了解决固定式海上光伏抗冰问题的方法，但是主要方式是在桩基上安装抗冰装置，没有根据海上光伏场区不同区域采取针对性的抗冰方案，并且没有这些装置没有自发抗冰能力，不能让使用方实时了解抗冰装置的工作状态，发生损坏后无法及时发现，缺乏智能性。因此，为减弱海冰对冰区固定式海上光伏支撑结构的影响，降低海冰作用下的安全隐患，亟需优化现有抗冰方案。

技术实现思路

1、为了解决上述背景技术中存在的技术问题，本发明提供一种智能抗冰系统的设计方法、系统及智能抗冰系统，根据海上光伏场区不同区域采取针对性的抗冰方案，有利于减弱冰区海上光伏场的冰荷载作用，优化桩基用量，减少建设成本。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、本发明的第一个方面提供一种智能抗冰系统的设计方法。

4、一种智能抗冰系统的设计方法，包括：

5、对于海上光伏场区外侧区域，初始化抗冰锥的棱角形的迎冰面夹角以及棱角形的迎冰面投影宽度，结合冰厚，计算得到冰荷载后，通过有限元分析得到满足冰载荷的抗冰锥强度，并基于抗冰锥强度，对所述迎冰面夹角以及所述迎冰面投影宽度进行优化；

6、对于海上光伏场区内侧区域，计算孤立流冰对直立圆桩的撞击力标准值，并基于所述撞击力标准值，优化桩基的强度和刚度。

7、进一步地，对于海上光伏场区外侧区域，所述抗冰锥的高度基于冰厚设计得到。

8、或者，对于海上光伏场区外侧区域，所述抗冰锥的位置基于高低水位进行布置。

9、进一步地，还包括：在所述抗冰锥上设置应力应变传感器、力学传感器、数据处理和控制终端以及信号接发器，用于对抗冰锥工作状态的监测。

10、进一步地，还包括：在海上光伏场区内侧区域的桩基上设置海水温度传感器、电伴热装置以及数据处理和控制终端，用于在海水温度低于冻结温度时，提高桩基温度。

11、进一步地，还包括：在海上光伏场区内侧区域的桩基上设置海水温度传感器、压力传感器、数据处理和控制终端以及信号接发器，用于对海水温度和冻结冰挤压力的监测。

12、进一步地，还包括：获取海上光伏场区的场区形状、场区面积、发电阵列的大小、发电阵列的间距、桩基间距和桩基尺寸，优化网络基站的位置。

13、本发明的第二个方面提供一种智能抗冰系统的设计系统。

14、一种智能抗冰系统的设计系统，包括：

15、外侧区域设计模块，其被配置为：对于海上光伏场区外侧区域，初始化抗冰锥的棱角形的迎冰面夹角以及棱角形的迎冰面投影宽度，结合冰厚，计算得到冰荷载后，通过有限元分析得到满足冰载荷的抗冰锥强度，并基于抗冰锥强度，对所述迎冰面夹角以及所述迎冰面投影宽度进行优化；

16、内侧区域设计模块，其被配置为：对于海上光伏场区内侧区域，计算孤立流冰对直立圆桩的撞击力标准值，并基于所述撞击力标准值，优化桩基的强度和刚度。

17、本发明的第三个方面提供一种计算机可读存储介质。

18、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第一个方面所述的一种智能抗冰系统的设计方法中的步骤。

19、本发明的第四个方面提供一种计算机设备。

20、一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述第一个方面所述的一种智能抗冰系统的设计方法中的步骤。

21、本发明的第五个方面提供一种智能抗冰系统。

22、一种智能抗冰系统，包括海上光伏场区外侧区域的桩基、海上光伏场区内侧区域的桩基以及设置于所述海上光伏场区外侧区域的桩基上的抗冰锥；

23、所述海上光伏场区内侧区域的桩基的强度和刚度、以及所述抗冰锥的棱角形的迎冰面夹角和棱角形的迎冰面投影宽度，采用如第一方面所述的一种智能抗冰系统的设计方法设计得到。

24、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

25、本发明根据海上光伏场区不同区域采取针对性的抗冰方案，有利于减弱冰区海上光伏场的冰荷载作用，优化桩基用量，减少建设成本，并为后期运维提供指导。

技术特征：

1.一种智能抗冰系统的设计方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种智能抗冰系统的设计方法，其特征在于，对于海上光伏场区外侧区域，所述抗冰锥的高度基于冰厚设计得到。

3.根据权利要求1所述的一种智能抗冰系统的设计方法，其特征在于，还包括：在所述抗冰锥上设置应力应变传感器、力学传感器、数据处理和控制终端以及信号接发器，用于对抗冰锥工作状态的监测。

4.根据权利要求1所述的一种智能抗冰系统的设计方法，其特征在于，还包括：在海上光伏场区内侧区域的桩基上设置海水温度传感器、电伴热装置以及数据处理和控制终端，用于在海水温度低于冻结温度时，提高桩基温度。

5.根据权利要求1所述的一种智能抗冰系统的设计方法，其特征在于，还包括：在海上光伏场区内侧区域的桩基上设置海水温度传感器、压力传感器、数据处理和控制终端以及信号接发器，用于对海水温度和冻结冰挤压力的监测。

6.根据权利要求1所述的一种智能抗冰系统的设计方法，其特征在于，还包括：获取海上光伏场区的场区形状、场区面积、发电阵列的大小、发电阵列的间距、桩基间距和桩基尺寸，优化网络基站的位置。

7.一种智能抗冰系统的设计系统，其特征在于，包括：

8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一项所述的一种智能抗冰系统的设计方法中的步骤。

9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6中任一项所述的一种智能抗冰系统的设计方法中的步骤。

10.一种智能抗冰系统，包括：海上光伏场区外侧区域的桩基、海上光伏场区内侧区域的桩基以及设置于所述海上光伏场区外侧区域的桩基上的抗冰锥；

技术总结
本发明属于抗冰技术领域，提供了一种智能抗冰系统的设计方法、系统及智能抗冰系统，包括：对于海上光伏场区外侧区域，初始化抗冰锥的棱角形的迎冰面夹角以及棱角形的迎冰面投影宽度，结合冰厚，计算得到冰荷载后，通过有限元分析得到满足冰载荷的抗冰锥强度，并基于抗冰锥强度，对所述迎冰面夹角以及所述迎冰面投影宽度进行优化；对于海上光伏场区内侧区域，计算孤立流冰对直立圆桩的撞击力标准值，并基于所述撞击力标准值，优化桩基的强度和刚度。有利于减弱冰区海上光伏场的冰荷载作用，减少建设成本。

技术研发人员：修林鹏,李怀刚,安杰,王勇,蔚泽坤,赵一泽,张积乐,孟庆飞
受保护的技术使用者：山东电力工程咨询院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21