[发明专利]一种海上光伏发电的集电系统及方法

说明书

本发明公开了一种海上光伏发电的集电系统及方法，涉及电气电工技术领域。本发明中，光伏组件通过光伏电缆和连接器进行串并联，多路光伏组串经多根光伏电缆汇集，在离开浮体时，采用一种多芯绞合的直流动态海缆送出。能够实现在海面浮体平台上除光伏组件外，无其他电气设备布置便能在深远海恶劣的条件下实现光伏发电的安全送出，最大程度保证在海上恶劣环境下整个发电系统的可靠性。解决了现有的近海漂浮式光伏项目逆变器、汇流箱等防护等级不能满足深远海大风浪侵入等环境条件的要求，因而存在极大的风险的问题。

技术领域

本发明涉及电气电工技术领域，尤其涉及一种海上光伏发电的集电系统及方法。

背景技术

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。

由于风光的不同特性，使得海上风力发电与光伏发电存在一定的互补性。但深远海海上环境异常恶劣，需考虑台风和大海浪影响，甚至电气设备可能存在浸入海水中的风险，因此保证电气设备在海上工作的可靠性极为重要。

发明人发现，目前仅有近海漂浮式光伏项目，采用逆变器、汇流箱等电气设备置于浮体平台。由于近海环境条件较好，尚能保证电气设备正常运行。在深远海条件下，可能有大波浪侵袭，或者设备短期浸水的风险。目前，市场上成熟的光伏逆变器产品最高防护等级仅为IP66，不能满足短期浸水要求，且汇流箱等设备由于需要开启，因而更难保证其防水性能。常规的普通电缆通过穿管保护能够承受一定的应力，但由于深海波浪载荷较大，是否能在全生命周期内适应该载荷仍不确定。同时，海上环境的高湿度，腐蚀性等问题，对电气设备影响很大。

因此在深远海恶劣条件下，现有的光伏项目无法保证在设计寿命周期内可靠运行，而深远海的海上漂浮式光伏尚没有实际项目案例，因而也没有成熟的集电技术方案能够实现深远海上安全的集电。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的是提供一种海上光伏发电的集电系统及方法，能够以有限的发电设备实现高可靠的海上光伏直流集电，为之后的安全送出奠定基础。

为了实现上述目的，本发明通过如下的技术方案来实现：

本公开第一方面提供了一种海上光伏发电的集电系统，包括：

光伏组件，海缆浮体和光伏逆变器；光伏组件通过光伏电缆(一般为单芯，截面积为4mm²或6mm²，截面积较小，受力较小)和连接器进行串并联形成多路光伏组串，并在浮体上适当绑扎固定；光伏组串经多根光伏电缆汇集，采用多芯绞合的直流动态海缆连接并送出。直流动态海缆不同于普通直流电缆，其设计需能适应各种海洋波浪载荷和洋流冲击，并具备阻水性，耐腐蚀等特性。

进一步的，所述光伏逆变器为组串式光伏逆变器，用于将光伏发电直流电逆变为交流电，存在多路MPPT，用于实现光伏功率的最大输出功率控制。

进一步的，所述光伏电缆为单芯直流电缆，导线为铜芯，根据光伏组件工作电流、直流回路允许电压降确定直流电缆的截面积。

进一步的，每根光伏电缆均经过电缆保护管，所述电缆保护管具有防紫外线和防水功能。

进一步的，所述多芯直流动态海缆的单芯部分和绞合铠装的部分在生产时同时生产。

进一步的，所述多芯直流动态海缆的单芯部分与整根海缆在生产时分别生产，敷设完成后，同回路线芯用连接器连接。

进一步的，所述连接器采用MC4连接器，用于组件间光伏电缆的可靠连接。

进一步的，海缆浮体采用浮筒式浮体或薄膜式浮体等多种形式，用于光伏组件、光伏电缆及其附件的可靠布置和安装。

进一步的，所述光伏逆变器位于海上风电机组的塔筒内平台，直流动态海缆连接到光伏逆变器的直流侧。