[发明专利]基于光伏供电的天然气管道无线伴热系统

权利要求书

1.一种基于光伏供电的天然气管道无线伴热系统，其特征在于，包括：

分布式光伏阵列，用于利用多组光伏发电板接收太阳能并转化为多组电能；

汇流箱，与所述分布式光伏阵列连接，用于将多组电能进行汇流；

直流配电柜，与所述汇流箱连接，用于或汇流后的电流进行均流与均压调节；

逆变器，与所述直流配电柜连接，用于将直流电转换为管道线圈能够将能量无线传输的高频交流电；

无限伴热结构，与所述逆变器连接，用于将交流高频电整流成直流电，为生热提供能量；

数据采集与控制系统，与所述无限伴热结构连接，用于从所述无限伴热结构进行数据采集，并控制所述无限伴热结构。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无限伴热结构具体包括：

发射端补偿网络、管道和接收端谐振网络，其中，所述发射端补偿网络包括：电感L_p0和电容C_p与管道外部线圈L_p，用于形成高频谐振电流，所述管道用于使所述高频谐振电流的固有谐振频率相同，实现能量的传输，所述接收端谐振网络具体包括：管道内部线圈L_s和电容C_s，用于由线圈L_s接收能量后，使得电流i_s充分谐振，由不控整流管将交流高频电整流成直流电，为生热提供能量。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述管道外部设置有由方形和螺线管型混合组成的管道外部线圈L_p，所述管道内部设置有螺线管型的管道内部线圈L_s。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，由方形线圈和螺线管组成的混合线圈的磁通、磁阻与耦合系数之间关系式为公式1：

其中，磁通Φ＝F/R，空气磁阻R＝l/(μ₀S)，l表示空气气隙长度，S表示有效的空气横截面积以及，μ₀表示空气磁导率，耦合系数k表示为互耦合磁通与总磁通的比值，F表示耦合机构磁动势。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述无限伴热结构采用多段线圈结构。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据采集与控制系统具体用于：对所述无限伴热结构的每段线圈的电流独立调控，进行分区域温度控制。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述多段线圈结构为3段线圈结构。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述多段线圈结构对应的区域设置有一个温度监测点，所述温度检测点用于将检测到的温度数据发送到所述数据采集与控制系统。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述数据采集与控制系统具体用于：获取所述温度数据，将所述温度数据与预设温度值进行比较，根据比较结果，通过高频逆变器调节输出母线电压来调节管道内部线圈感应的电压值，进而实现管道内部能量的调节。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述数据采集与控制系统具体用于：

根据公式2确定管道内部线圈感应的电压值U_s：

其中，M为管道外部线圈与管道内部线圈的互感，ω表示角频率，I_p表示管道外部线圈电流，L_p0表示管道外部线圈电感，U_inv为逆变器调节输出母线电压。