1.本发明涉及分布式光伏发电和污水处理领域，尤其涉及一种用于污水厂的柔性支架光伏发电系统。
背景技术：2.分布式光伏发电是指利用光伏组件将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它的原理是在光照条件好的地方安装太阳能光伏电池板，电池板产生的直流电经过并网逆变器转换成交流电之后，供给建筑物内部的负载使用。分布式光伏发电一般在用户场地附近建设，以用户侧自发自用、多余电量上网的运行方式为主。
3.分布式光伏发电设备包括光伏电池组件、光伏支架、直流汇流箱、直流配电柜、逆变器、交流配电柜、供电系统监控装置和环境监测装置等。分布式光伏电站，因装机容量小、投资规模小、并网等级低、就近消纳等特点，具有较大应用市场。分布式光伏发电既解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题，又降低了化石燃料的使用，减小粉尘和二氧化碳等对环境的污染。
4.目前，我国城镇污水厂项目大多采用物化+生化等处理工艺，污水处理流程的各建(构)筑物采用地上式分散布置为主，加上城镇规划对污水处理厂绿化率、容积率等指标的限制，城镇污水处理厂在平面布局上一般具有占地面积大、空间开阔的特点。利用污水处理厂进行分布式光伏发电，能够有效利用土地和太阳能资源，具有如下优点：1)国家和地方政策支持，特别是符合“碳中和”政策；2)污水厂靠近城区，且土地已开发，不需要土地开发费用和每年的租金；3)就地消纳，自发自用，电价高；4)公共基础设施，稳定性好，融资条件好；5)光伏可以遮挡阳光、可与池体加盖密封结合；6)容量大，市场广阔，推广性好。
5.关于污水处理厂光伏发电及光伏支架的现有技术有：
6.如：中国发明专利申请cn201511002239.3中公开了一种大跨度柔性索支撑光伏系统，包括光伏组件、拉索、稳定杆、横梁、立柱、斜拉杆、承台、预应力管桩、地梁、阻尼装置。
7.但发明人发现以上技术应用到污水厂和现有污水厂应用的光伏发电存在以下问题：
8.(1)污水厂的大跨度池体的敷设和施工具有较大难度：污水处理厂的二沉池等直径大，支撑少，技术难度较高；另外污水处理厂原有设备、实施多，地下管线多、障碍物高、施工困难等。
9.(2)投资比地面电站高：因污水厂为避开原有设施，需要架空敷设，建设成本比地面电站高。
10.(3)不利于运行和设备检修：上部空间装上的光伏设备，容易给运行和设备检修造成干扰，导致污水厂运行人员不方便。
11.(4)柔性支架容易受到污水厂的水汽腐蚀，加快其应力腐蚀等。
12.(5)因为跨度大，所以受到的拉伸力大，几年后，容易形成加大应力，造成支柱倒塌、锁链脱落等安全事故。
13.(6)柔性支架位置高，清洗困难，沉积物容易造成发电量减小，目前自动清洗设施不适用于污水厂光伏，一般使用定期人工清洗，其维护量大，成本高，人员不安全。
14.(7)安全性风险：高空假设的光伏板一般长2m多，宽1m多,物体较大，一旦掉落，有伤人、损坏设备的风险。
15.有鉴于此，特提出本发明。
技术实现要素：16.本发明的目的是提供了一种用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，便于安装在脱离地面的上部空间，能充分利用上部闲置空间，且柔性支架方便清洗，进而解决现有技术中存在的上述技术问题。
17.本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
18.本发明实施方式提供一种用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，包括：
19.耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架、光伏发电组件、安全网、清洗设备、逆变器和电气控制系统；其中，
20.所述耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架由两侧的耐腐蚀刚性支撑组件、在两侧的耐腐蚀刚性支撑组件顶部横拉设置的耐腐蚀柔性拉索组件和安全弹力柱组成，所述耐腐蚀柔性拉索组件形成水平支撑网络；
21.所述光伏发电组件固定在所述耐腐蚀柔性拉索组件上，铺设在该耐腐蚀柔性拉索组件形成的水平支撑网络上面；
22.所述安全网铺设在光伏发电组件下方，与所述耐腐蚀柔性拉索组件形成的水平支撑网络固定连接；
23.所述清洗设备铺设在所述耐腐蚀柔性拉索组件上面，能分别对所述耐腐蚀柔性拉索组件和所述光伏发电组件进行清洗；
24.所述光伏发电组件的输出端经所述逆变器与所述电气控制系统电气连接，所述电气控制系统与污水厂的用电设备电气连接。
25.与现有技术相比，本发明所提供的柔性支架分布式光伏发电系统，其有益效果包括：
26.通过采用耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架敷设光伏发电组件，并设置对应的清洗设备和安全网，使得该分布式光伏发电系统能充分利用地面上方的上部空间前提下，提升了支架的寿命和安全性，通过清洗设备也保证了对耐腐蚀柔性支架组件和光伏发电组件的光伏发电组件清洗的便利性，降低了维护成本；通过安全网保证了设备的安全；同时通过设置与光伏发电组件配套的逆变器和电气控制系统来控制光伏发电组件输出电的转换的使用，方便直接将发的电按需提供给污水厂的用电设备。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
28.图1为本发明实施例提供的柔性支架分布式光伏发电系统的构成示意图。
29.图2为图1中的a处的放大示意图。
30.图3为本发明实施例提供的分布式光伏发电系统的安全网设置方式示意图。
31.图中：1-耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架；11-耐腐蚀刚性支撑组件；111-支架基础；112-耐腐蚀刚性立柱；113-耐腐蚀刚性横梁；114-耐腐蚀斜拉杆；115-安全弹力柱；12-耐腐蚀柔性拉索；2-光伏发电组件；3-清洗设备的穿孔冲洗水管；4-污水厂的处理池；5-安全网。
具体实施方式
32.下面结合本发明的具体内容，对本发明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发明一部分实施例，而不是全部的实施例，这并不构成对本发明的限制。基于本发明的实施例，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，都属于本发明的保护范围。
33.首先对本文中可能使用的术语进行如下说明：
34.术语“和/或”是表示两者任一或两者同时均可实现，例如，x和/或y表示既包括“x”或“y”的情况也包括“x和y”的三种情况。
35.术语“包括”、“包含”、“含有”、“具有”或其它类似语义的描述，应被解释为非排它性的包括。例如：包括某技术特征要素(如原料、组分、成分、载体、剂型、材料、尺寸、零件、部件、机构、装置、步骤、工序、方法、反应条件、加工条件、参数、算法、信号、数据、产品或制品等)，应被解释为不仅包括明确列出的某技术特征要素，还可以包括未明确列出的本领域公知的其它技术特征要素。
36.术语“由
……
组成”表示排除任何未明确列出的技术特征要素。若将该术语用于权利要求中，则该术语将使权利要求成为封闭式，使其不包含除明确列出的技术特征要素以外的技术特征要素，但与其相关的常规杂质除外。如果该术语只是出现在权利要求的某子句中，那么其仅限定在该子句中明确列出的要素，其他子句中所记载的要素并不被排除在整体权利要求之外。
37.除另有明确的规定或限定外，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如：可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本文中的具体含义。
38.当浓度、温度、压力、尺寸或者其它参数以数值范围形式表示时，该数值范围应被理解为具体公开了该数值范围内任何上限值、下限值、优选值的配对所形成的所有范围，而不论该范围是否被明确记载；例如，如果记载了数值范围“2～8”时，那么该数值范围应被解释为包括“2～7”、“2～6”、“5～7”、“3～4和6～7”、“3～5和7”、“2和5～7”等范围。除另有说明外，本文中记载的数值范围既包括其端值也包括在该数值范围内的所有整数和分数。
39.术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化描述，而不是明示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为
对本文的限制。
40.下面对本发明所提供的柔性支架分布式光伏发电系统进行详细描述。本发明实施例中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。本发明实施例中未注明具体条件者，按照本领域常规条件或制造商建议的条件进行。本发明实施例中所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
41.如图1、2所示，本发明实施例提供一种用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，包括：
42.耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架、光伏发电组件、安全网、清洗设备、逆变器和电气控制系统；其中，
43.所述耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架由两侧的耐腐蚀刚性支撑组件以及在两侧的耐腐蚀刚性支撑组件顶部横拉设置的耐腐蚀柔性拉索组件组成，所述耐腐蚀柔性拉索组件形成水平支撑网络；
44.所述光伏发电组件固定在所述耐腐蚀柔性拉索组件上，铺设在该耐腐蚀柔性拉索组件形成的水平支撑网络上面；
45.所述安全网铺设在光伏发电组件下方，与所述耐腐蚀柔性拉索组件形成的水平支撑网络固定连接；设置安全网能保护下方人员和设备，免受掉落的光伏板伤害；
46.所述清洗设备铺设在所述耐腐蚀柔性拉索组件上面，能分别对所述耐腐蚀柔性拉索组件和所述光伏发电组件进行清洗；
47.所述光伏发电组件的输出端经所述逆变器与所述电气控制系统电气连接，所述电气控制系统与污水厂的用电设备电气连接。逆变器能将光伏发电组件产生的直流电转换成交流电，电气控制系统分配给污水厂的用电设备的负载。
48.上述系统中，所述耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架中，两侧的耐腐蚀刚性支撑组件结构相同，每侧耐腐蚀刚性支撑组件包括：
49.支架基础、多个耐腐蚀刚性立柱、多个耐腐蚀斜拉杆和耐腐蚀刚性横梁；其中，
50.所述支架基础固定设置在所述地面上；
51.多个所述耐腐蚀刚性立柱沿所述支架基础间隔固定设置在该支架基础上，每个耐腐蚀刚性立柱的下端均与所述支架基础固定连接；
52.每个耐腐蚀刚性立柱的外侧均连接设置一个所述耐腐蚀斜拉杆，每个耐腐蚀斜拉杆上均设有一个安全弹力柱；设置了安全弹力柱，能迅速耗散耐腐蚀柔性拉索的振动能量，显著减小耐腐蚀柔性拉索的位移，保证光伏发电组件的安全。
53.所述耐腐蚀刚性横梁固定设置在各耐腐蚀刚性立柱的顶端；
54.所述耐腐蚀柔性拉索组件包括：多条耐腐蚀柔性拉索；其中，
55.各耐腐蚀柔性拉索的两端分别与两侧的耐腐蚀刚性支撑组件的耐腐蚀刚性横梁固定连接，拉设后的间隔设置的多条耐腐蚀柔性拉索形成水平支撑网络。
56.各耐腐蚀柔性拉索的两端分别与两侧的耐腐蚀刚性支撑组件的耐腐蚀刚性横梁固定连接，拉设后的间隔设置的多条耐腐蚀柔性拉索形成水平支撑网络。
57.上述系统中，所述耐腐蚀柔性拉索的跨度为：5～38米；
58.所述耐腐蚀柔性拉索距地面的高端为：3～5米。这种跨度和高度的耐腐蚀柔性拉索能很好满足污水厂各设施上方的安装要求，不会因跨度过小或高度过低无法安装。
59.上述系统中，每根耐腐蚀柔性拉索均采用镀锌钢绞线，该镀锌钢绞线的单丝极限抗拉强度不低于1860mpa，该镀锌钢绞线的弹性模量为195
±
5gpa；优选的，每根耐腐蚀柔性拉索均采用高强度低松弛预应力镀锌钢绞线，这种高强度低松弛预应力镀锌钢绞线多应用于使用年限为100年的钢索桥等重要建构筑物上，钢绞线单位面积的镀锌层重量应为190～350g/
㎡
。钢绞线的单丝极限抗拉强度不低于1860mpa。钢绞线弹性模量为195
±
5gpa。钢绞线伸长率不小于3.5％；松弛率不大于2.5％(0.7σ0，1000hrs，20℃)。钢绞线在受到200万次的0.45σ0～0.45σ0～300mpa的载荷后不断裂。
60.所述安全弹力柱采用拉力弹簧。
61.上述耐腐蚀柔性拉索组件还包括：多个阻尼装置，每根耐腐蚀柔性拉索的中间部位均设置一个阻尼装置。这种阻尼装置能保证耐腐蚀柔性拉索的预应力后张拉力，提高了支撑刚性、降低风致震荡破坏力。
62.上述系统中，各耐腐蚀刚性立柱的表面均设置防腐层，只要使防腐后的刚性立柱满足使用至少25年的要求即，且不容易破损，避免油漆日光照射容易老化的要求；
63.各耐腐蚀斜拉杆的表面均设置防腐层，使防腐后的斜拉杆满足使用至少25年的要求，且不容易破损，避免油漆日光照射容易老化的要求；
64.耐腐蚀刚性横梁的表面设置防腐层，使防腐后的刚性横梁满足至少使用25年的要求，且不容易破损，避免油漆日光照射容易老化的要求；
65.上述系统中，所述耐腐蚀刚性立柱采用h型钢梁。
66.所述耐腐蚀刚性横梁采用槽钢或h型钢。
67.上述系统中，所述耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架的设计风荷载和雪荷载值采用从当前年份前推25年中记录的最大风荷载与最大雪荷载值。
68.上述系统中，所述清洗设备包括：清洗供水装置和穿孔冲洗水管；其中，
69.所述清洗供水装置的供水段与所述穿孔冲洗水管的进水口连接，该穿孔冲洗水管的末端为封堵端；
70.所述穿孔冲洗水管固定铺设在所述耐腐蚀柔性支架组件的耐腐蚀柔性拉索组件上面，该穿孔冲洗水管上的多个冲洗孔均朝向所述耐腐蚀柔性拉索组件和所述光伏发电组件。
71.上述系统中，所述光伏发电组件由多个光伏电池组串组成，每个光伏电池组串由多个光伏电池板串联而成。这样更便于光伏发电组件的容量控制与调整。
72.综上可见，本发明实施例的分布式光伏发电系统，能充分利用污水处理厂上部空间开发光伏电站，能有效利用土地和太阳能资源，实现污水处理厂“一地两用”，在不占用额外土地资源的前提下，实现污水厂设备用电的自发自用，降低用电成本；该光伏发电系统具有“有阳光就发电，无阳光就停止”的特点，发电出力时间主要集中在8:00～16:00期间，正好处于污水厂用电尖峰段与高峰段电价最高时段，两者具有高度的契合性。由于采用的耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架是一种大跨度柔性支架，与其他支撑方式相比，立柱少，干扰小，设置了安全弹力柱，能迅速耗散两端耐腐蚀柔性拉索的振动能量，显著减小两端耐腐蚀柔性拉索的位移，保证光伏发电组件的安全，并且耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架降低了光伏发电系统的敷设和施工难度，与轻钢结构相比，降低了投资；采用的耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架的防腐蚀措施，降低了支架的腐蚀，使得支架的使用年限能达到10年以上；通过设置清洗
设备，能方便的对支架和光伏发电组件进行清洗，大大减少了人工清洗，降低了费用，提高了安全性。
73.为了更加清晰地展现出本发明所提供的技术方案及所产生的技术效果，下面以具体实施例对本发明实施例所提供的用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统进行详细描述。
74.实施例1
75.本发明实施例提供一种用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，是一种能大跨度安装的分布式光伏发电系统，能设置在污水厂的污水处理设备上方，充分利用污水厂的上部空间，发出的电能直接分配供给污水厂的用电设备。
76.如图1、2所示，该分布式光伏发电系统包括：
77.耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架、光伏发电组件、安全网、清洗设备、逆变器和电气控制系统；
78.耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架安装在污水厂的处理池上方，在处理池上方形成安装光伏发电组件用的水平支撑网络。这种耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架的结构采用满足25年一遇的风荷载与雪荷载值(是指按从建设支架的前25内记录的最大风荷载与雪荷载值作为该耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架的设计风荷载与雪荷载值)。该耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架的设计使用寿命满足使用25年以上的要求。这样的支架能保证光伏发电组件与支架连接牢固、可靠。
79.上述的耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架包括：两侧的耐腐蚀刚性支撑组件、在两侧的耐腐蚀刚性支撑组件顶部横拉设置的耐腐蚀柔性拉索组件和安全弹力柱；其中，
80.两侧的耐腐蚀刚性支撑组件分设在污水厂的处理池两侧，它们的构成相同，每侧耐腐蚀刚性支撑组件包括：
81.支架基础、多个耐腐蚀刚性立柱、多个耐腐蚀斜拉杆和耐腐蚀刚性横梁；其中，
82.所述支架基础固定设置在所述地面上，设置在处理池的一侧；
83.多个所述耐腐蚀刚性立柱沿所述支架基础间隔固定设置在该支架基础上，每个耐腐蚀刚性立柱的下端均与所述支架基础固定连接；
84.每个耐腐蚀刚性立柱的外侧均连接设置一个所述耐腐蚀斜拉杆，每个耐腐蚀斜拉杆上设置一个安全弹力柱；耐腐蚀斜拉杆能提升耐腐蚀刚性立柱和其上耐腐蚀刚性横梁的稳定性；优选的，安全弹力柱采用拉力弹簧，设置安全弹力柱能对各耐腐蚀柔性拉索施加预应力，提高了支撑刚性、降低风致震荡破坏力。
85.所述耐腐蚀刚性横梁固定设置在各耐腐蚀刚性立柱的顶端。
86.优选的，上述的耐腐蚀刚性立柱、耐腐蚀刚性横梁分别采用q235b钢或q345b钢制作，耐腐蚀刚性立柱与支架基础固定连接，主要用于支撑耐腐蚀刚性横梁等部件；耐腐蚀刚性横梁用于安装耐腐蚀柔性拉索组件。
87.上述的耐腐蚀柔性拉索组件包括：多条耐腐蚀柔性拉索；其中，各耐腐蚀柔性拉索的两端分别与两侧的耐腐蚀刚性支撑组件的耐腐蚀刚性横梁固定连接，拉设后的间隔设置的多条耐腐蚀柔性拉索形成水平支撑网络。
88.进一步的，每条耐腐蚀柔性拉索的中间部位均可设置一个阻尼装置；设置了阻尼装置，能迅速耗散两端耐腐蚀柔性拉索的振动能量，显著减小两端耐腐蚀柔性拉索的位移，
保证光伏发电组件的安全。优选的，阻尼装置可采用预应力弹簧阻尼装置。通过长度限位来监测拉力的变化，从而实现安全预警。同时预应力后张拉工艺提高了支撑刚性、降低风致震荡破坏力。
89.上述的耐腐蚀柔性拉索优选采用高强度低松弛预应力钢绞线，这种高强度低松弛预应力钢绞线多应用于使用年限为100年的钢索桥等重要建构筑物上。钢绞线的单丝极限抗拉强度不低于1860mpa。钢绞线弹性模量为195
±
5gpa。钢绞线伸长率不小于3.5％；松弛率不大于2.5％(0.7σ0，1000hrs，20℃)。钢绞线在受到200万次的0.45σ0～0.45σ0～300mpa的载荷后不断裂。
90.可以知道，耐腐蚀柔性拉索组件的各部件可根据设计结构强度和寿命的要求，选取对应材质、结构的部件和连接件。
91.上述的耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架的高度不小于3米，使得其上安装的光伏发电组件下边缘距处理池顶的净空间不少于3米，便于人工作业。
92.如果耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架不仅跨越处理池，还跨越了道路，则其上安装的光伏发电组件距离道路上方净空间不少于4米，便于消防车通过。
93.上述的耐腐蚀柔性拉索组件的耐腐蚀柔性拉索的两端通过锚具锚固在耐腐蚀刚性横梁上，耐腐蚀刚性横梁置于耐腐蚀刚性立柱上，耐腐蚀刚性立柱通过耐腐蚀斜拉杆加固，耐腐蚀刚性立柱和耐腐蚀斜拉杆固定在作为支架基础的承台地基上，纵横交错的地梁通过承台地基将支座反力传递给耐腐蚀刚性支柱上，保证了整个耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架的稳定性。
94.为提高光伏设备安全性，避免人员和设备的安全风险，设置安全网，如图3所示。安全网采用平网，主要是用来接住坠落的人和物的安全网，是预防高空坠落安全事故的较为经济的有效措施。每张平网的重量应少于15kg/张，(“p”标示平网，“l”标示立网)，质量必须符合gb5725-2009的规定，网目边长不得大于0.3m。安装时不宜绷得过松，尽量减小中间与两边的高差。上述的安全网固定连接在耐腐蚀柔性拉索组件上，处于光伏发电组件和清洗设备的下方，设置这种安全网提供了施工与运维通道，并对整体耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架起到了稳定作用，也能起到防止光伏发电组件、清洗设备等掉落的作用。张挂后平网要能够在承受重100kg，底面积为2800cm2的模拟人形砂包冲击后，网绳、边绳、系绳都不断裂，(允许筋绳断裂)，沙包不触及地面。
95.安全网内应保持整洁，不得有杂物。清理安全网如须进入安全网，事先必须先检查安全网的质量，支杆是否牢靠、确认安全后，方可进入安全网清理，清理时应一手抓住网筋，一手清理杂物，禁止人站立安全网上，双手清理杂物或往下抛掷。清理杂物时，地面应设监护人，禁人入内。同时，为方便污水处理厂的运行和设备检修，安全网离构筑物的净高大于等于3m，便于平时运行；其次，拉锁和安全网设置可拆卸点(螺栓、螺丝固定)，当需要检修时，可以拆卸此区域光伏设备，从而检修大型设备。
96.上述系统中，所用的螺栓及螺母均采用304不锈钢材质及塑料垫片，防止不同金属的晶间腐蚀。
97.本发明实施例的柔性支架分布式光伏发电系统中，各部件具有以下特点，包括：
98.通过设置的耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架形成空间的网架结构，并通过构成各部件的互相依托保证结构平面内及平面外的稳定性，形成了该发电系统的稳定系统。
99.在集中受力点，可采用压块、借助地势锚固等形式，进一步增加耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架形成的网架架构的附着力，起到防风卸风的作用，增加稳定性。
100.基础形式：
101.根据岩土工程勘察报告，采用天然地基。支架基础的大小根据受力情况计算后确定。另外受力较小的耐腐蚀刚性立柱或锚固处可结合地势采用预制桩。
102.污水厂地下管线密集的部位设置耐腐蚀刚性立柱时，考虑以下三种方案：
103.方案1：借助处理池侧壁固定耐腐蚀刚性立柱、地埋水泥桩斜撑杆。
104.方案2：用直径300的预制混凝土管桩采用静压施工法将支柱打入地下。
105.方案3：支柱使用h型框架式立柱，采用地面直放式阀桩。
106.所有钢结构表面均进行热浸锌处理，之后进行喷塑美化。
107.上述发电系统中，光伏发电组件通过连接件固定在耐腐蚀光伏支架组件的拉索上，拉索之间通过连接件连接有稳定杆，拉索与稳定杆形成一个纵横交错的支撑网络，大大增加了索支撑光伏结构体系的刚度。优选的，光伏发电组件在耐腐蚀柔性拉索组件的耐腐蚀柔性拉索的固定形式可采用横向或纵向，四点固定，特殊部位可适当加强。
108.由于用于污水厂，所用光伏发电组件的光伏材质必须具有防腐、耐潮气、附着力好，耐冲击强度高等特点；在光伏电缆的选择上对防水性能、耐臭氧、耐酸碱腐蚀、抗盐雾和抗氧化方面都有较高要求。
109.上述发电系统的中，通过清洗设备对高位设置的光伏发电组件的光伏电池板的清洗方式如下：
110.高位光伏电池板的板面的清洗可分为定期清洗和不定期清洗。
111.定期清洗一般每周进行一次。清洗时间安排在日落2h后。
112.不定期清洗分为恶劣气候后的清洗和季节性清洗。
113.恶劣气候分为大风、沙尘或雨雪后的清洗。大风或沙尘天气过后，电池组件上附着物主要是浮土和尘沙。故为减少对组件发电效率的影响，每次大风或沙尘天气过后应及时清洗。雨雪后应及时巡查、对落在电池面板上的积雪予以清洗。
114.季节性清洗主要是指春季位于候鸟迁徒线路下的电站区域，对候鸟粪便的清洗，在此季节应每天巡视，及时清洗。
115.日常维护主要是每日巡视检查电池板的清洁程度，不符合要求的应及时清洗，确保电池面板的清洁，电池面板清洗后应保持干燥。根据当地的气候情况，降雪天气较少,而光伏发电组件又有以下特点：
116.组件上表面为玻璃结构，且采用自洁涂层，光滑度高，不易积雪。
117.组件朝向正南方向，且有30度的安装倾角，冬季受太阳能辐射量较大，且电池片经表面植绒处理，反光率低，组件表面温升明显，组件表面不易积雪。
118.由于以上气候情况及光伏发电组件自身特点，以及同地区同类型光伏发电系统实际运行经验来看，本发明的光伏发电组件表面不会出现长时间积雪情况，一旦出现积雪，会在晴天后迅速融化滑落，故无需采取特殊的融雪措施。
119.光伏电池板需定期进行冲洗，由于光伏电站占地面积较大，采用人工清洗耗时耗水，考虑采用节水型自动化清洗，即采用自动化的清洗供水装置。
120.可以知道，本发明的光伏发电系统也可以设置在普通空地上，如草地上方。
121.上述系统中，设置的逆变器和电气控制系统(光伏集电线路、配电装置、控制保护、通信及通风等)与光伏发电组件配套，光伏发电组件由单晶柔性光伏发电组件构成。多块光伏电池板串联为一个组串，每12串到18串接入一台组串式逆变器，后接入低压并网柜。闲置空地可以为1个发电方阵，厂房混凝土屋面、水池、车棚为1个发电方阵；每个方阵由组串式逆变器，低压并网柜组成，经低压并网柜出线接入至企业所用的配电室。光伏部分利用原有主接地网，不必单独设立主接地网。光伏发电组件将边框与光伏电池方阵支架牢靠连接，并与建筑屋顶原有防雷接地网可靠连接。接地电阻不大于4ω。
122.光伏电池板组串至逆变器的直流电缆选用光伏专用电缆；
123.逆变器至并网柜之间采用交联聚乙烯绝缘钢带铠装聚乙烯护套c级阻燃电缆。
124.电缆敷设采用槽盒与穿管结合的方式：光伏场区电缆均采用电缆槽盒敷设方式；逆变器至并网柜电缆在支架上时为电缆槽盒敷设，由地面至屋面时为沿厂房外墙电缆槽盒敷设，然后通过绿化区直埋至原厂区电缆沟，过路顶管敷设。
125.电缆从室外进入室内的入口处、电缆接头处、长度超过100m的电缆沟、电缆通过的孔洞、低压开关柜均应进行防火封堵。
126.该发电系统的监控设备配置和功能可按无人值班设计。
127.实际中，本发明的逆变器可采用高精度、高速度的mppt追踪算法的逆变器，能有效提高太阳能光伏发电系统的发电量，同时，这种逆变器具有转换效率高，输出电能质量优越、电网友好性强的特点。
128.上述发电系统，还可以进一步设置并网逆变测控装置和电力系统测控。并网逆变测控装置主要是采集光伏电站逆变器的运行数据和工作状态；电力系统测控装置包括站内用电设备的测控、保护。
129.本实施例的发电系统，工作状态如下：
130.白天，在光照条件下，光伏发电组件产生一定的电动势，通过光伏发电组件的串并联形成光伏发电组件方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。再接入组串式并网逆变器，通过逆变器的作用，将直流电转换成交流电，输送到交流配电柜。可由交流配电柜接入用电负载设备进行供电。当用电设备用不了光伏发出的电时，多余的光伏电通过并网柜、变压器转变为符合国家电网标准的交流电。该部分交流电，可以通过计量电表进入公共电网，实现就地消纳的目的。当光伏电能不足以带动负载设备时，系统自动会使用电网电能进行补充，光伏与电网电能共同满足负载电能需求。
131.夜晚，光伏发电组件和逆变器停止工作，室内用电设施从公共电网正常取电。
132.光伏发电组件是实现光电转换的基本单位，目前市场上光伏发电组件的类型主要有晶硅组件和薄膜组件。晶硅组件包括单晶硅组件、多晶硅组件和带状硅组件；薄膜组件包括非晶硅、微晶硅、铜铟镓硒(cigs)、碲化镉(cdte)组件等。根据统计资料，晶硅组件产量占光伏发电组件市场总量的85％以上，一般污水厂推荐采用晶硅组件。晶体硅组件包括单晶硅组件和多晶硅组件，原则上选用转换效率更高的组件以提升发电量，实现规模化效益；单晶硅单片功率大于多晶硅，适用于污水厂分布式光伏，使用单晶硅可以增加装机容量。
133.具体的，该发电系统中的每20块左右光伏电池组串形成一个发电组串。每套组串之间预留维修空间，便于后期维护。
134.光伏电站接入电力系统应根据自身装机容量、当地供电网络情况、电能质量等技
术要求选择合适的接入电压等级。
135.该系统可用于污水处理厂的“互补型”光伏电站或其它对光伏结构有跨度要求的光伏电站(如给水处理厂的光伏电站、河道的光伏电站)，通过应用该光伏发电系统，不仅可使光伏与其下的污水处理设备互不干扰，而且由于采取了有效的柔性支架、高位自动清洁光伏发电组件措施和减振消能措施，可保证光伏发电组件的安全。
136.本发明的发电系统的电气和自控优点：
137.1)具备相应的自动化继电保护功能，保证电网和光伏设备的安全运行，确保维修人员和公众的人身安全。
138.2)并网保护装置主要实现以下保护功能：欠电压保护、过电压保护、低频率保护、高频率保护、过电流保护以及孤岛保护等。
139.3)自动恢复功能：实时对外部电网的电压、相位、频率、直流输入及交流输出的电压、电流等信号进行检查，当故障原因消失、电网恢复正常时，并网逆变器并不会立即投入运行，而是需要持续检查电网信号在一段时间内完全正常，然后才重新投入运行。并网延时时间一般为20s～5min，取决于当地条件。
140.4)电气保护符合可靠性、选择性、灵敏性和速动性要求，与电网的保护相匹配。
141.5)输出汇总点设置便于操作、可闭锁、且具有明显断开点的并网总断路器，确保电力设施检修维护人员的人身安全。
142.综上可见，本发明实施例的发电系统至少具有以下有益效果：
143.1)能充分利用污水处理厂上部空间闲置的太阳能资源，污水处理厂“一地两用”，在不占用额外土地资源的前提下，实现污水厂设备用电的自发自用，降低用电成本。
144.2)光伏发电系统具有“有阳光就发电，无阳光就停止”的特点，发电出力时间主要集中在8:00～16:00期间，正好处于工厂用电尖峰段与高峰段电价最高时段，两者具有高度的契合性；
145.3)采用大跨度柔性支架，与其他支撑方式相比，立柱少，干扰小，设置了阻尼装置，可迅速耗散索结构的振动能量，显著减小索结构的位移，保证光伏发电组件的安全。
146.4)大跨度柔性支架光伏发电系统降低了敷设和施工难度，与轻钢结构相比，降低了投资；
147.5)支架的防腐蚀措施，降低了支架的腐蚀，使得支架的使用年限在10年以上，争取15年；
148.6)高位光伏面的清洗使用节水型自动化清洗，大大减少了人工清洗，降低了费用，提高了安全性。
149.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。本文背景技术部分公开的信息仅仅旨在加深对本发明的总体背景技术的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域技术人员所公知的现有技术。
技术特征：1.一种用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，其特征在于，包括：耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架、光伏发电组件、安全网、清洗设备、逆变器和电气控制系统；其中，所述耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架由两侧的耐腐蚀刚性支撑组件以及在两侧的耐腐蚀刚性支撑组件顶部横拉设置的耐腐蚀柔性拉索组件组成，所述耐腐蚀柔性拉索组件形成水平支撑网络；所述光伏发电组件固定在所述耐腐蚀柔性拉索组件上，铺设在该耐腐蚀柔性拉索组件形成的水平支撑网络上面；所述安全网铺设在光伏发电组件下方，与所述耐腐蚀柔性拉索组件形成的水平支撑网络固定连接；所述清洗设备铺设在所述耐腐蚀柔性拉索组件上面，能分别对所述耐腐蚀柔性拉索组件和所述光伏发电组件的光伏发电组件进行清洗；所述光伏发电组件的输出端经所述逆变器与所述电气控制系统电气连接，所述电气控制系统与污水厂的用电设备电气连接。2.根据权利要求1所述的用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，其特征在于，所述耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架中，两侧的耐腐蚀刚性支撑组件结构相同，每侧耐腐蚀刚性支撑组件包括：支架基础、多个耐腐蚀刚性立柱、多个耐腐蚀斜拉杆、多个安全弹力柱和耐腐蚀刚性横梁；其中，所述支架基础固定设置在所述地面上；多个所述耐腐蚀刚性立柱沿所述支架基础间隔固定设置在该支架基础上，每个耐腐蚀刚性立柱的下端均与所述支架基础固定连接；每个耐腐蚀刚性立柱的外侧均连接设置一个所述耐腐蚀斜拉杆，每个耐腐蚀斜拉杆上均设有一个安全弹力柱；所述耐腐蚀刚性横梁固定设置在各耐腐蚀刚性立柱的顶端；所述耐腐蚀柔性拉索组件包括：多条耐腐蚀柔性拉索；其中，各耐腐蚀柔性拉索的两端分别与两侧的耐腐蚀刚性支撑组件的耐腐蚀刚性横梁固定连接，拉设后的间隔设置的多条耐腐蚀柔性拉索形成水平支撑网络。3.根据权利要求2所述的用于污水厂的用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，其特征在于，所述耐腐蚀柔性拉索的跨度为：5～38米；所述耐腐蚀柔性拉索距地面的高端为：3～5米。4.根据权利要求2或3所述的用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，其特征在于，每根耐腐蚀柔性拉索均采用镀锌钢绞线，该镀锌钢绞线的单丝极限抗拉强度不低于1860mpa，该镀锌钢绞线的弹性模量为195
±
5gpa；所述安全弹力柱采用拉力弹簧。5.根据权利要求2或3所述的用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，其特征在于，所述耐腐蚀柔性拉索组件还包括：多个阻尼装置，每根耐腐蚀柔性拉索的中间部位均设置一个阻尼装置。6.根据权利要求2或3所述的用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，其特征在
于，各耐腐蚀刚性立柱的表面均设置防腐层；各耐腐蚀斜拉杆的表面均设置防腐层；耐腐蚀刚性横梁的表面设置防腐层。7.根据权利要求2所述的用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，其特征在于，所述耐腐蚀刚性立柱采用h型钢梁；所述耐腐蚀刚性横梁采用槽钢或h型钢。8.根据权利要求1至3任一项所述的用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，其特征在于，所述耐腐蚀大跨度抗拉柔性支架的设计风荷载和雪荷载值采用从当前年份前推25年中记录的最大风荷载与最大雪荷载值。9.根据权利要求1至3任一项所述的用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，其特征在于，所述清洗设备包括：清洗供水装置和穿孔冲洗水管；其中，所述清洗供水装置的供水段与所述穿孔冲洗水管的进水口连接，该穿孔冲洗水管的末端为封堵端；所述穿孔冲洗水管固定铺设在所述耐腐蚀柔性支架组件的耐腐蚀柔性拉索组件上面，该穿孔冲洗水管上的多个冲洗孔均朝向所述耐腐蚀柔性拉索组件和所述光伏发电组件。10.根据权利要求8所述的用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，其特征在于，所述光伏发电组件由多个光伏电池组串组成，每个光伏电池组串由多个光伏电池板串联而成。
技术总结本发明公开了一种用于污水厂的柔性支架分布式光伏发电系统，包括：耐腐大跨度蚀柔性支架由两侧的耐腐蚀刚性支撑组件和横拉设在耐腐蚀刚性支撑组件顶部的耐腐蚀柔性拉索组件组成，耐腐蚀柔性拉索组件形成水平支撑网络；光伏发电组件的光伏发电组件固定在耐腐蚀柔性拉索组件上，铺设在该耐腐蚀柔性拉索组件形成的水平支撑网络上面；光伏发电组件下方设置安全网；清洗设备铺设在耐腐蚀柔性拉索组件上面，能分别对耐腐蚀柔性拉索组件和光伏发电组件进行清洗。该系统由于采用耐腐大跨度蚀柔性支架，在应用于污水处理厂上部空间时，耐腐蚀效果好，安全性高，配合清洗设备能方便对支架组件和光伏发电组件进行清洗。架组件和光伏发电组件进行清洗。架组件和光伏发电组件进行清洗。
技术研发人员：李冬 李旭东 刘敏 曾华湘
受保护的技术使用者：首创爱华（天津）市政环境工程有限公司
技术研发日：2022.05.07
技术公布日：2022/7/5
