【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及金屬圍護結構的安全監測領域，具體涉及一種用于bipv光伏電站的金屬屋面健康度監測方法及預警系統。
技術介紹
1、bipv（光伏建筑一體化）同時具備發電和建筑屬性，其健康度評估也需要同時兼顧發電設備與建筑結構。當今，一些極端天氣，比如高溫、臺風、暴雨等，在特定季節時常發生，從而影響bipv的安全運行，嚴重情況下會造成重大資產損失。針對這些極端天氣可能對建筑結構造成的影響，需要有預警機制來提醒運維人員。目前市場上的bipv監控系統中的告警與預警模塊功能基本都是針對發電設備，因此，需要設計一套針對bipv中建筑結構部分的預警系統來彌補這類監控系統的不足。
技術實現思路
1、為了解決目前存在的技術問題，本專利技術提供了一種用于bipv光伏電站的金屬屋面健康度監測方法及預警系統，以實時監測的建筑結構相關數據為基礎，結合天氣預報，通過算法提前告示bipv建筑結構可能存在的安全隱患，避免造成重大損失。
2、本專利技術采用如下技術方案：
3、一方面，本專利技術提供了一種用于bipv光伏電站的金屬屋面健康度監測方法，具體方法包括：?實時采集金屬屋面運行時的金屬屋面板變形數據、溫度數據、風力數據、降雨量數據以及排水天溝數據；
4、根據測得的溫度數據、金屬屋面板已變形量、風力數據、降水量數據和排水天溝數據，計算金屬屋面板的熱脹冷縮溫度安全閾值、橫向變形量理論值和天溝排水能力理論值；
5、設定金屬屋面的橫向變形量安全閾值和天溝排水能力安全閾值；
6、將所測金屬屋面的當前溫度數據、橫向變形量理論值和天溝排水能力理論值中的至少一個參數值與相對應的熱脹冷縮溫度安全閾值、橫向變形量安全閾值和天溝排水能力安全閾值進行比對，判斷是否對金屬屋面健康度作出預警。
7、優選地，對金屬屋面板的橫向變形量作出預警的具體方法是：
8、通過采集到的天氣預報風力等級得到相應的風速；利用伯努利方程計算風壓；利用風壓和所構建的金屬屋面板橫向變形量理論計算模型，得到金屬屋面板理論橫向變形量；將理論橫向變形量與所設定的橫向變形量安全閾值進行對比，判斷未來的風力是否對金屬屋面板造成安全隱患。
9、優選地，對金屬屋面板的熱脹冷縮量作出預警的具體方法是：
10、獲取金屬屋面板安裝時的溫度和板長度初始參數；
11、采集當前金屬屋面板的實測溫度和已變形量；
12、設定金屬屋面板熱脹冷縮安全閾值區間；
13、構建金屬屋面板的溫度變形量計算模型，利用初始參數和安全閾值區間，得到金屬屋面板最大可承受的溫度閾值區間；
14、將實測溫度與所得溫度閾值區間進行比對，判斷是否對金屬屋面健康度發出預警信息。
15、優選地，所構建的金屬屋面板溫度變形量計算模型如下式：
16、[smin,smax]=α×（[tmin,?tmax]-?t0）×k×l+sc；
17、其中：[smin,smax]為設定的金屬屋面板熱脹冷縮安全閾值區間；
18、?sc為當前金屬屋面板已變形量；
19、α為線膨脹系數，常量；
20、k為調節系數，常量；
21、t0、l為面板安裝時的初始溫度和面板長度；
22、[tmin,?tmax]為所要獲得的溫度閾值區間。
23、優選地，對金屬屋面的天溝排水能力作出預警的具體方法是：
24、以所測排水天溝的橫截面高度和寬度為基準，實時采集排水天溝的實際水位高度；
25、結合天氣預報的單位降雨強度，計算出排水天溝的承接降雨量；
26、以水力學的相關理論作為依據，通過排水天溝的高度推算出其排水量；
27、根據金屬屋面的排水量大于等于降雨量安全運行條件，計算出排水天溝需要留出的最小高度，得到天溝排水能力的安全閾值；
28、計算排水天溝高度與當前所測實際水位高度的差值高度；
29、將差值高度與安全閾值進行比對，判斷是否對金屬屋面健康度發出預警信息。
30、另一方面，本專利技術還提供了一種用于bipv光伏電站的金屬屋面健康度預警系統，所述系統包括：
31、數據采集模塊，實時采集金屬屋面運行時的金屬屋面板變形數據、溫度數據、風力數據、降雨量數據以及排水天溝數據；
32、數據處理模塊，根據測定的溫度數據、金屬屋面板已變形量、風力數據、降水量數據和排水天溝數據，計算金屬屋面板的熱脹冷縮溫度安全閾值、橫向變形量理論值以及天溝排水能力的理論值；
33、安全閾值模塊，設有熱脹冷縮溫度安全閾值、橫向變形量安全閾值和天溝排水能力安全閾值；
34、預警信息發布模塊，其根據所測金屬屋面的當前溫度數據、橫向變形量理論值和天溝排水能力理論值，與所述安全閾值模塊中的熱脹冷縮溫度安全閾值、橫向變形量安全閾值和天溝排水能力安全閾值進行比對，若所測數據中至少一個參數超過對應設定的安全閾值時，對外發布金屬屋面健康度預警信息。
35、優選地，所述數據采集模塊包括水位傳感器、溫度傳感器、測距傳感器和數據采集器；所述水位傳感器安裝在bipv光伏電站屋面上的天溝中，用于測量水位，所述溫度傳感器安裝在金屬屋面板上，用于測量屋面板溫度，所述測距傳感器安裝在金屬屋面上的受風荷載區域，用于測量屋面板變形量；所述數據采集器與所述的水位傳感器、溫度傳感器、測距傳感器通過rs485總線進行通訊，獲取所測數據；所述數據采集器通過無線傳輸模塊與所述數據處理模塊連接。
36、本專利技術技術方案，具有如下優點：
37、a.本專利技術提供的監測方法及預警系統可以根據bipv光伏電站所在地的天氣情況以及建筑部件的狀態數據，及時判斷出可能存在的安全隱患，提醒運維人員提前做好預防措施，盡最大可能地保證bipv光伏電站在極端天氣下安全運行或者避免重大損失。
38、b.本專利技術提供的金屬屋面健康度預警系統，利用物聯網及傳感技術獲取bipv光伏電站金屬屋面部分的實時數據，結合天氣預報，再根據建筑學，流體力學中的一些理論公式，分析出bipv光伏電站在一定天氣或者環境條件下可能產生的安全問題，并給運維人員發出預警信息。
39、c.本專利技術結合金屬屋面板的熱脹冷縮最大量和最小量，結合初步安裝時的金屬屋面板溫度，計算出產生熱脹冷縮安全值的溫度閾值區間，將實測溫度與所得溫度閾值區間進行比對，對金屬屋面健康度做出判斷，實現對不同材質或厚度的屋面板進行屋面健康度的判斷，效率高。
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1.一種用于BIPV光伏電站的金屬屋面健康度監測方法，其特征在于，
2.根據權利要求1所述的用于BIPV光伏電站的金屬屋面健康度監測方法，其特征在于，對金屬屋面板的橫向變形量作出預警的具體方法是：
3.根據權利要求1所述的用于BIPV光伏電站的金屬屋面健康度監測方法，其特征在于，對金屬屋面板的熱脹冷縮量作出預警的具體方法是：
4.根據權利要求3所述的用于BIPV光伏電站的金屬屋面健康度監測方法，其特征在于，所構建的金屬屋面板溫度變形量計算模型如下式：
5.根據權利要求1所述的用于BIPV光伏電站的金屬屋面健康度監測方法，其特征在于，對金屬屋面的天溝排水能力作出預警的具體方法是：
6.一種用于BIPV光伏電站的金屬屋面健康度預警系統，其特征在于，所述系統包括：
7.根據權利要求6所述的用于BIPV光伏電站的金屬屋面健康度預警系統，其特征在于，所述數據采集模塊包括水位傳感器、溫度傳感器、測距傳感器和數據采集器；所述水位傳感器安裝在BIPV光伏電站屋面上的天溝中，用于測量水位，所述溫度傳感器安裝在金屬屋面板上，用于
...【技術特征摘要】
1.一種用于bipv光伏電站的金屬屋面健康度監測方法，其特征在于，
2.根據權利要求1所述的用于bipv光伏電站的金屬屋面健康度監測方法，其特征在于，對金屬屋面板的橫向變形量作出預警的具體方法是：
3.根據權利要求1所述的用于bipv光伏電站的金屬屋面健康度監測方法，其特征在于，對金屬屋面板的熱脹冷縮量作出預警的具體方法是：
4.根據權利要求3所述的用于bipv光伏電站的金屬屋面健康度監測方法，其特征在于，所構建的金屬屋面板溫度變形量計算模型如下式：
5.根據權利要求1所述的用于bipv光伏電站的金屬屋面健康度監測方法，其特征在于，對金屬屋面的天溝排水能力作出預...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王建珍，陳俊臣，郝帥，沈袁，劉艷，賈成建，
申請(專利權)人：森特士興集團股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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