CN104182564B - 光伏发电站设计专家系统 - Google Patents
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Abstract
提出了一种光伏发电站设计专家系统，属于专家系统设计技术领域。所述系统包括：既有光伏发电工程太阳辐射数据模块，用于建立一个或多个既有光伏发电站工程的现场太阳辐射观测站数据表；既有光伏发电工程气象站数据模块，用于建立一个或多个既有光伏发电工程的参考气象站数据表；新建工程原始输入数据模块，用于输入新建光伏发电站工程原始数据；光资源分析模块，用于生成太阳能资源分析图表；光伏系统数据模块，用于建立光伏系统数据表；光伏系统选型与布置模块，用于设备选型以及光伏组件布置。本系统解决了无法合理准确地设计光伏发电站的技术问题。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电站设计技术领域，尤其涉及一种光伏发电站设计专家系统。
背景技术
太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的青睐，在人们生活、工作中有广泛的作用，其中之一就是将太阳能转换为电能，光伏组件就是利用太阳能工作的。通过光伏组件方阵将太阳能辐射能转换为电能的发电站称为光伏电站。太阳能光伏电站按照运行方式可分为离网型光伏电站和并网型光伏电站。与公共电网相联接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站称为并网光伏电站。它是太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶段、成为电力工业组成部分的重要发展方向，是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。并网系统由太阳能光伏组件方阵、系统控制器、并网逆变器等组成。
影响光伏电站系统设计的因素很多，包括不同的组件类型、各种逆变器、场地情况、安装位置等等。太阳能系统的合理设计对系统预期发电量很重要。从已发表的研究文献来看，国内还没有光伏发电站设计专家系统。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种光伏发电站设计专家系统，该系统科学优化设计光伏发电站，较大地提高了设计水平，并节省了光伏电站设计的时间，加快了工程建设的速度。
根据本发明提出的光伏发电站设计专家系统包括既有光伏发电工程太阳辐射数据模块、既有光伏发电工程气象站数据模块、新建工程原始输入数据模块、光资源分析模块、以及光伏系统选型与布置模块；其中：所述既有光伏发电工程太阳辐射数据模块，用于建立一个或多个既有光伏发电站工程的现场太阳辐射观测站数据表；所述既有光伏发电工程气象站数据模块，用于建立一个或多个既有光伏发电工程的参考气象站数据表；所述新建工程原始输入数据模块，用于输入新建光伏发电站工程原始数据；所述光资源分析模块，用于利用新建工程原始输入数据模块提供的原始数据，并参考既有光伏发电工程太阳辐射数据模块和既有光伏发电工程气象站数据模块两者提供的新建光伏发电站工程附近的多个既有光伏发电站的现场太阳辐射观测站数据和参考气象站数据，生成包括太阳能资源数据的太阳能资源分析图表；所述光伏系统数据模块，用于建立光伏系统数据表，包括各种光伏组件、光伏阵列运行方式以及逆变器数据；所述光伏系统选型与布置模块，用于根据光资源分析模块分析得到的太阳能资源数据，采用光伏系统数据模块提供的各种光伏组件、光伏阵列运行方式以及逆变器数据，进行设备选型以及光伏组件布置。
根据本发明的一个方面，所述光伏系统选型与布置模块包括：光伏组件选型子模块，用于建立光伏组件数据库，并根据新建光伏发电站的太阳辐射特征、安装条件和环境条件，自动推荐出光伏组件类型与生产厂家；光伏阵列运行方式选择子模块，用于建立固定式、单轴自动追日跟踪式或双轴自动追日跟踪式光伏阵列运行方式数据库，并根据新建光伏发电站的太阳辐射特征、安装条件和环境条件，自动推荐出光伏阵列的运行方式；逆变器选型子模块，用于建立逆变器数据库，并根据光伏发电工程装机规模、施工安装条件和设备运输条件，自动推荐出逆变器。
根据本发明的一个方面，所述光伏系统选型与布置模块还包括：光伏组件串并联设计子模块，用于根据逆变器的最高输入电压和最低工作电压以及太阳电池组件允许的最大系统电压确定光伏组件串联数量；以及根据逆变器的额定容量确定光伏组件串的并联数量。
根据本发明的一个方面，所述光伏系统选型与布置模块还包括：计算子模块，用于计算光伏阵列的行、列间距、最优倾角与方位角；以及确定子模块，用于对于采用固定式光伏阵列运行方式的光伏发电工程，根据光资源分析模块分析得到的代表年的太阳辐射数据，计算不同方位、不同角度倾斜面上各月太阳辐射量，自动选定光伏发电工程全年发电量最大时的倾角与方位角。
根据本发明的一个方面，所述既有光伏发电站工程的现场太阳辐射观测站数据表包括：现场太阳辐射观测站基本信息、现场太阳辐射观测站至少连续一年的逐分钟原始数据以及现场太阳辐射观测站历史数据分析数据；其中所述现场太阳辐射观测站基本信息包括经纬度坐标、海拔高度、测风高度、测光高度；所述现场太阳辐射观测站至少连续一年的逐分钟原始数据包括日期、总辐射量、直接辐射量、散射辐射量、最大辐照度、气温、湿度、风速、风向数据；现场太阳辐射观测站历史数据分析数据包括数据完整率、逐月太阳总辐射、逐月日照小时数、年典型日逐小时太阳总辐射量分布、年典型日逐小时太阳总辐射量分布、各月典型日逐小时太阳总辐射量分布数据。
根据本发明的一个方面，所述既有光伏发电工程的参考气象站数据表包括：参考气象站基本信息、参考气象站逐时原始数据以及参考气象站历史数据分析结果；其中，所述参考气象站基本信息包括气象站长期观测记录所采用的标准、辐射仪器型号、安装位置、经纬度坐标及高程、周边环境状况，以及建站以来的站址迁移、辐射设备维护记录、周边环境变动的基本情况和相应时间；所述参考气象站逐时原始数据包括最近连续10年以上的逐年各月的总辐射量、直接辐射量、散射辐射量、日照时数的观测记录，且与站址现场观测站同期至少一个完整年的逐小时的观测记录；最近连续10年的逐年各月最大辐照度的平均值；近30年来的多年月平均气温、极端最高气温、极端最低气温、昼间最高气温、昼间最低气温；近30年来的多年平均风速、多年极大风速及发生时间、主导风向，多年最大冻土深度和积雪厚度，多年年平均降水量和蒸发量；近30年来的连续阴雨天数、雷暴日数、冰雹次数、沙尘暴次数、强风次数的灾害性天气情况；所述参考气象站历史数据分析结果包括：长时间序列的年总辐射量变化和各月总辐射量年际变化，10年以上的年总辐射量平均值和月总辐射量平均值，最近三年内连续12个月各月辐射量日变化及各月典型日辐射量小时变化，总辐射最大辐照度。
根据本发明的一个方面，所述新建光伏发电站工程原始数据包括新建光伏发电站内现场太阳辐射观测站数据和附近参考气象站数据。
根据本发明的一个方面，所述光资源分析模块包括：验证子模块，用于对新建光伏发电站内的现场太阳辐射观测站数据进行完整性和合理性验证，修正其中不合理和缺测的数据，并补充完整；其他可供参考的同期记录数据的分析处理，填补无效或缺测的数据，形成完整的连续1年以上的观测数据；分析整理子模块，用于分析整理新建光伏发电工程的参考长期观测站数据，包括多年逐月太阳辐射资料，多年逐月日照资料，降水和气温气象整编资料，提出太阳辐射年际变化图表、日照时数年际变化与年变化图表、日照时数规律，说明新建光伏发电工程现场观测时段在长系列中的代表性；影响分析子模块，用于根据收集的所述参考长期观测站数据，分析各种特殊气候条件对新建光伏发电工程的影响；订正子模块，用于根据收集的所述参考长期观测站数据，将验证后的现场测光数据订正为反映电站长期平均水平的代表性数据，形成代表年太阳辐射数据；以及处理子模块，用于将订正后的现场测光数据处理成太阳能资源评估所需要的各种参数，提出新建光伏发电工程站址区年平均和月平均太阳辐照量、光伏阵列面上的年总辐射量和月总辐射量的评估成果，分析站址区太阳辐射量的年内月变化和各月典型日变化规律，并绘制各种图表。
根据本发明的一个方面，所述光伏发电站设计专家系统还包括既有光伏发电工程后评估分析模块；所述既有光伏发电工程后评估分析模块，用于将每个既有工程的评审意见进行归纳整理再提高，将实际已投运工程的发电量数据进行归纳，与可行性研究阶段设计参数进行对比，进一步优化参数选择，改进光资源分析模块和光伏系统选型与布置模块。
根据本发明的一个方面，所述既有光伏发电工程后评估分析模块包括：上传整理子模块，用于设计审查意见的上传与归档管理；对比分析子模块，用于上传光伏发电站工程正式并网发电后的实际运行数据并与设计参数进行对比分析；以及优化子模块，用于根据上传整理子模块和对比分析子模块反馈的结果，进一步优化参数选择，以改进光资源分析模块和光伏系统选型与布置模块。
根据本发明的一个方面，所述光伏发电站设计专家系统还包括光资源报告生成模块和发电量计算模块，其中：所述光资源报告生成模块用于自动将固定的公式、图表和文字填入光资源报告的相应章节，输出满足要求的光资源报告；所述发电量计算模块，用于根据光伏系统选型与布置模块输出的布置结果，自动将固定的公式、图表和文字填入光伏发电站发电量分析报告相应的章节，生成满足要求的光伏发电站发电量分析报告。
本发明提出的光伏发电站设计专家系统集成了大量实际光伏发电站设计所需的设备与各种气象基础数据，以及既有光伏发电站的设计经验参数，同时，设计得到的光伏电站光资源数据与设计参数，能为将来的光伏电站设计项目直接参考使用。而且，该系统能自动进行光伏电站优化设计，选择光伏组件与逆变器，进行光场布置，并按照具体格式要求自动输出光伏电站光资源分析与发电量报告。该系统科学优化设计光伏发电站，较大地提高了设计水平，并节省了光伏电站设计的时间，加快了工程建设的速度。
附图说明
图1示出了本发明所提出的光伏发电站设计专家系统的概要模块图。
具体实施方式
图1示出了本发明所提出的光伏发电站设计专家系统的概要模块图。如图1所示，本发明提出的光伏发电站设计专家系统包括既有光伏发电工程太阳辐射数据模块、既有光伏发电工程气象站数据模块、新建工程原始输入数据模块、光资源分析模块、光伏系统数据模块、以及光伏系统选型与布置模块。在另一实施例中，本发明所提出的的专家系统还包括既有光伏发电工程后评估分析模块、光资源报告生成模块、发电量计算模块。下面，对上述各个模块进行详细描述。
既有光伏发电工程太阳辐射数据模块，用于建立一个或多个既有光伏发电站工程的现场太阳辐射观测站数据表。
其中，所述现场太阳辐射观测站数据表，包括现场太阳辐射观测站基本信息、现场太阳辐射观测站至少连续一年的逐分钟原始数据以及现场太阳辐射观测站历史数据分析数据；其中所述现场太阳辐射观测站基本信息包括经纬度坐标、海拔高度、测风高度、测光高度；所述现场太阳辐射观测站至少连续一年的逐分钟原始数据包括日期、总辐射量、直接辐射量、散射辐射量、最大辐照度、气温、湿度、风速、风向等数据；现场太阳辐射观测站历史数据分析数据包括数据完整率、逐月太阳总辐射、逐月日照小时数、年典型日逐小时太阳总辐射量分布、年典型日逐小时太阳总辐射量分布、各月典型日逐小时太阳总辐射量分布等数据。
既有光伏发电工程气象站数据模块，用于建立一个或多个既有光伏发电工程的参考气象站数据表。
其中，所述参考气象站数据表，包括参考气象站基本信息、参考气象站逐时原始数据以及参考气象站历史数据分析结果；其中，所述参考气象站基本信息包括气象站长期观测记录所采用的标准、辐射仪器型号、安装位置、经纬度坐标及高程、周边环境状况，以及建站以来的站址迁移、辐射设备维护记录、周边环境变动等的基本情况和相应时间；所述参考气象站逐时原始数据包括最近连续10年以上的逐年各月的总辐射量、直接辐射量、散射辐射量、日照时数的观测记录，且与站址现场观测站同期至少一个完整年的逐小时的观测记录；最近连续10年的逐年各月最大辐照度的平均值；近30年来的多年月平均气温、极端最高气温、极端最低气温、昼间最高气温、昼间最低气温；近30年来的多年平均风速、多年极大风速及发生时间、主导风向，多年最大冻土深度和积雪厚度，多年年平均降水量和蒸发量；近30年来的连续阴雨天数、雷暴日数、冰雹次数、沙尘暴次数、强风次数等灾害性天气情况；所述参考气象站历史数据分析结果包括：长时间序列的年总辐射量变化和各月总辐射量年际变化，10年以上的年总辐射量平均值和月总辐射量平均值，最近三年内连续12个月各月辐射量日变化及各月典型日辐射量小时变化，总辐射最大辐照度。
新建工程原始输入数据模块，用于输入新建光伏发电站工程原始数据。
其中，所述新建光伏发电站工程原始数据包括新建光伏发电站内现场太阳辐射观测站数据和附近参考气象站数据。
光资源分析模块，用于利用新建工程原始输入数据模块提供的原始数据，并参考既有光伏发电工程太阳辐射数据模块和既有光伏发电工程气象站数据模块两者提供的新建光伏发电站工程附近的多个既有光伏发电站的现场太阳辐射观测站数据和参考气象站数据，生成包括太阳能资源数据的太阳能资源分析图表。
其中，新建工程往往没有现场实测数据，光资源分析模块用于将所述既有光伏发电工程太阳辐射数据模块和既有光伏发电工程气象站数据模块两者提供的新建光伏发电站工程附近的多个既有光伏发电站的现场太阳辐射观测站数据和参考气象站数据作为所述新建工程的现场实测数据，并通过下述子模块进行进一步处理。所述光资源分析模块包括实现如下功能的子模块：1)对新建光伏发电站内的现场太阳辐射观测站数据进行完整性和合理性验证，修正其中不合理和缺测的数据，并补充完整；其他可供参考的同期记录数据的分析处理，填补无效或缺测的数据，形成完整的连续1年以上的观测数据；2)分析整理新建光伏发电工程的参考长期观测站数据，包括多年逐月太阳辐射资料，如直接辐射、散射辐射、总辐射资料，多年逐月日照资料，如日照时数或日照百分率资料，降水和气温等气象整编资料，提出太阳辐射年际变化图表、日照时数年际变化与年变化图表、日照时数规律，说明新建光伏发电工程现场观测时段在长系列中的代表性；3)根据收集的所述参考长期观测站数据，分析各种特殊气候条件对新建光伏发电工程的影响；4)根据收集的所述参考长期观测站数据，将验证后的现场测光数据订正为反映电站长期平均水平的代表性数据，形成代表年太阳辐射数据；5)将订正后的现场测光数据处理成太阳能资源评估所需要的各种参数，提出新建光伏发电工程站址区年平均和月平均太阳辐照量、光伏阵列面上的年总辐射量和月总辐射量等评估成果，分析站址区太阳辐射量的年内月变化和各月典型日变化规律等，并绘制各种图表。
光伏系统数据模块，用于建立光伏系统数据表。
其中，所述光伏系统数据表包括不同容量各种型号的光伏组件、光伏阵列运行方式、逆变器等数据。
光伏系统选型与布置模块，用于根据光资源分析模块分析得到的太阳能资源数据，采用光伏系统数据模块提供的光伏组件、光伏阵列运行方式、逆变器等数据，进行设备选型以及光伏组件布置。
其中，所述光伏系统选型与布置模块通过光资源分析模块分析得到的代表年太阳辐射数据，包括实现如下功能的各个子模块：
1)光伏组件选型
建立光伏组件数据库，包括光伏组件形式、额定功率等主要参数，根据新建光伏发电站的太阳辐射特征、安装条件和环境条件，自动推荐出光伏组件类型与生产厂家。此外，在本发明的其他实施例中，所述光伏组件数据库还包括光伏组件的制造水平、技术成熟程度、技术性能和价格等参数，通过技术和经济方面的比较后自动推荐光伏组件类型与生产厂家。在本发明另一实施例中，所述专家系统还提供人工输入接口，用于对光伏组件类型和生产厂家进行人工选择。
2)光伏阵列运行方式选择
建立固定式、单轴自动追日跟踪式或双轴自动追日跟踪式光伏阵列运行方式数据库，包括运行可靠性、故障率等参数，还可包括设备价格、建成后维护费用以及发电效益等参数，并如上文所提出的那样，可根据新建光伏发电站的太阳辐射特征、安装条件和环境条件等因素自动推荐或提供人工输入接口选定光伏阵列的运行方式。
3)逆变器选型
建立逆变器数据库，包括逆变器的形式及主要技术参数，还可包括逆变器的制造水平、技术成熟程度、技术性能和价格等参数，根据光伏发电工程装机规模、施工安装条件和设备运输条件，自动推荐或人工确定逆变器。
4)太阳光伏组件的串、并联设计
太阳光伏组件串联的数量由逆变器的最高输入电压和最低工作电压，以及太阳电池组件允许的最大系统电压确定，太阳光伏组件串的并联数量由逆变器的额定容量确定。在条件允许时，应尽可能的提高直流电压，以降低直流部分线路的损耗，同时还可减少汇流设备和电缆的用量。
电池组件串的串联数按下列公式计算：
式中：Kv—光伏组件的开路电压温度系数；
K′v—光伏组件的工作电压温度系数；
N—光伏组件的串联数(N取整)；
t—光伏组件工作条件下的极限低温(℃)；
t′—光伏组件工作条件下的极限高温(℃)；
Vdcmax—逆变器允许的最大支流输入电压(V)；
Vmpptmax—逆变器MPPT电压最大值(V)；
Vmpptmin—逆变器MPPT电压最小值(V)；
Voc—光伏组件的开路电压(V)；
Vpm—光伏组件的工作电压(V)。
5)光伏阵列的行、列间距，最优倾角与方位角的计算
依据《光伏发电站设计规范》GB50797-2012，光伏方阵各排、列的布置间距，无论是固定式还是跟踪式均应保证全年9：00～15:00(当地真太阳时)时段内前、后、左、右互不遮挡，可由以下公式计算：
式中：
L—阵列倾斜面长度，m；
D—两排阵列之间距离，m；
β—阵列倾角，deg；
φ—纬度(在北半球为正、在南半球为负)deg。
6)对于采用固定式光伏阵列运行方式的光伏发电工程，根据光资源分析模块分析得到的代表年的太阳辐射数据，计算不同方位、不同角度倾斜面上各月太阳辐射量，自动选定光伏发电工程全年发电量最大时的倾角与安装方位角。
光资源报告生成模块，用于自动将固定的公式、图表和文字填入光资源报告的相应章节，输出满足要求的光资源报告。
发电量计算模块，用于根据光伏系统选型与布置模块输出的布置结果，自动将固定的公式、图表和文字填入光伏发电站发电量分析报告相应的章节，生成满足要求的光伏发电站发电量分析报告。
其中，所述发电量计算模块根据通过光资源分析模块分析得到的代表年太阳辐射数据进行发电量估算。具体的，输入项目地点的纬度和光伏方阵的方位、安装模式、倾角，以及各月水平面上的平均日辐射及各月平均温度数据，得出各月光伏阵列面上的平均日辐射；再通过输入光伏组件类型、功率、数量，额定光伏组件效率，正常工作温度，光伏温度因子，逆变器效率、容量及其它光伏阵列损耗等数据计算出年发电量，总的光伏系统效率等结果数据。其中，光伏组件效率按寿命期内累计折损20％，按照晶硅组件首年衰减1％，10年内衰减不大于10％，25年寿命期内衰减不大于20％，计算光伏电站在运行期间25年内第一年后逐年上网发电量，并生成相应图表。
既有光伏发电工程后评估分析模块，用于将每个既有工程的评审意见进行归纳整理再提高，将实际已投运工程的发电量数据进行归纳，与可行性研究阶段设计参数进行对比，进一步优化参数选择，改进光资源分析模块和光伏系统选型与布置模块。
其中，所述既有光伏发电站工程后评估分析模块包括实现以下功能的子模块：A.设计审查意见的上传与归档管理；B.光伏发电站工程正式并网发电后的实际运行数据的上传，与设计参数的对比分析；C.根据A和B反馈的结果，进一步优化参数选择，以改进光资源分析模块和光伏系统选型与布置模块。
在本发明一个实施例中，所述光资源报告生成模块和发电量计算模块提供允许人工输入与修改的接口，使得可以人工生成和修改报告。
本发明所提出的上述实施方式仅为示例性的，并不作为对本发明保护范围的限制，上述各个模块所实现的具体功能可通过现有的计算机领域的常用软硬件技术以及光伏发电领域的常用技术实现，这里不再赘述，本领域技术人员可使用这些技术对本发明做出修改，以适应各种具体的实际情况，这些修改也落入本发明的保护范围内。
Claims (11)
1.一种光伏发电站设计专家系统，其特征在于：
所述系统包括既有光伏发电工程太阳辐射数据模块、既有光伏发电工程气象站数据模块、新建工程原始输入数据模块、光资源分析模块、光伏系统数据模块以及光伏系统选型与布置模块；其中：
所述既有光伏发电工程太阳辐射数据模块，用于建立一个或多个既有光伏发电站工程的现场太阳辐射观测站数据表；
所述既有光伏发电工程气象站数据模块，用于建立一个或多个既有光伏发电工程的参考气象站数据表；
所述新建工程原始输入数据模块，用于输入新建光伏发电站工程原始数据；
所述光资源分析模块，用于利用新建工程原始输入数据模块提供的原始数据，并参考既有光伏发电工程太阳辐射数据模块和既有光伏发电工程气象站数据模块两者提供的新建光伏发电站工程附近的多个既有光伏发电站的现场太阳辐射观测站数据和参考气象站数据，生成包括太阳能资源数据的太阳能资源分析图表；
所述光伏系统数据模块，用于建立光伏系统数据表，包括各种光伏组件、光伏阵列运行方式以及逆变器数据；
所述光伏系统选型与布置模块，用于根据光资源分析模块分析得到的太阳能资源数据，采用光伏系统数据模块提供的各种光伏组件、光伏阵列运行方式以及逆变器数据，进行设备选型以及光伏组件布置。
2.根据权利要求1所述的光伏发电站设计专家系统，其特征在于：
所述光伏系统选型与布置模块包括：
光伏组件选型子模块，用于建立光伏组件数据库，并根据新建光伏发电站的太阳辐射特征、安装条件和环境条件，自动推荐出光伏组件类型与生产厂家；
光伏阵列运行方式选择子模块，用于建立固定式、单轴自动追日跟踪式或双轴自动追日跟踪式光伏阵列运行方式数据库，并根据新建光伏发电站的太阳辐射特征、安装条件和环境条件，自动推荐出光伏阵列的运行方式；
逆变器选型子模块，用于建立逆变器数据库，并根据光伏发电工程装机规模、施工安装条件和设备运输条件，自动推荐出逆变器。
3.根据权利要求2所述的光伏发电站设计专家系统，其特征在于：
所述光伏系统选型与布置模块还包括：
光伏组件串并联设计子模块，用于根据逆变器的最高输入电压和最低工作电压以及太阳电池组件允许的最大系统电压确定光伏组件串联数量；以及根据逆变器的额定容量确定光伏组件串的并联数量。
4.根据权利要求3所述的光伏发电站设计专家系统，其特征在于：
所述光伏系统选型与布置模块还包括：
计算子模块，用于计算光伏阵列的行、列间距、最优倾角与方位角；以及
确定子模块，用于对于采用固定式光伏阵列运行方式的光伏发电工程，根据光资源分析模块分析得到的代表年的太阳辐射数据，计算不同方位、不同角度倾斜面上各月太阳辐射量，自动选定光伏发电工程全年发电量最大时的倾角与方位角。
5.根据权利要求1所述的光伏发电站设计专家系统，其特征在于：
所述既有光伏发电站工程的现场太阳辐射观测站数据表包括：现场太阳辐射观测站基本信息、现场太阳辐射观测站至少连续一年的逐分钟原始数据以及现场太阳辐射观测站历史数据分析数据；其中所述现场太阳辐射观测站基本信息包括经纬度坐标、海拔高度、测风高度、测光高度；所述现场太阳辐射观测站至少连续一年的逐分钟原始数据包括日期、总辐射量、直接辐射量、散射辐射量、最大辐照度、气温、湿度、风速、风向数据；现场太阳辐射观测站历史数据分析数据包括数据完整率、逐月太阳总辐射、逐月日照小时数、年典型日逐小时太阳总辐射量分布、年典型日逐小时太阳总辐射量分布、各月典型日逐小时太阳总辐射量分布数据。
6.根据权利要求1所述的光伏发电站设计专家系统，其特征在于：
所述既有光伏发电工程的参考气象站数据表包括：参考气象站基本信息、参考气象站逐时原始数据以及参考气象站历史数据分析结果；其中，所述参考气象站基本信息包括气象站长期观测记录所采用的标准、辐射仪器型号、安装位置、经纬度坐标及高程、周边环境状况，以及建站以来的站址迁移、辐射设备维护记录、周边环境变动的基本情况和相应时间；所述参考气象站逐时原始数据包括最近连续10年以上的逐年各月的总辐射量、直接辐射量、散射辐射量、日照时数的观测记录，且与站址现场观测站同期至少一个完整年的逐小时的观测记录；最近连续10年的逐年各月最大辐照度的平均值；近30年来的多年月平均气温、极端最高气温、极端最低气温、昼间最高气温、昼间最低气温；近30年来的多年平均风速、多年极大风速及发生时间、主导风向，多年最大冻土深度和积雪厚度，多年年平均降水量和蒸发量；近30年来的连续阴雨天数、雷暴日数、冰雹次数、沙尘暴次数、强风次数灾害性天气情况；所述参考气象站历史数据分析结果包括：长时间序列的年总辐射量变化和各月总辐射量年际变化，10年以上的年总辐射量平均值和月总辐射量平均值，最近三年内连续12个月各月辐射量日变化及各月典型日辐射量小时变化，总辐射最大辐照度。
7.根据权利要求1所述的光伏发电站设计专家系统，其特征在于：
所述新建光伏发电站工程原始数据包括新建光伏发电站内现场太阳辐射观测站数据和附近参考气象站数据。
8.根据权利要求1所述的光伏发电站设计专家系统，其特征在于：
所述光资源分析模块包括：
验证子模块，用于对新建光伏发电站内的现场太阳辐射观测站数据进行完整性和合理性验证，修正其中不合理和缺测的数据，并补充完整；其他可供参考的同期记录数据的分析处理，填补无效或缺测的数据，形成完整的连续1年以上的观测数据；
分析整理子模块，用于分析整理新建光伏发电工程的参考长期观测站数据，包括多年逐月太阳辐射资料，多年逐月日照资料，降水和气温气象整编资料，提出太阳辐射年际变化图表、日照时数年际变化与年变化图表、日照时数规律，说明新建光伏发电工程现场观测时段在长系列中的代表性；
影响分析子模块，用于根据收集的所述参考长期观测站数据，分析各种特殊气候条件对新建光伏发电工程的影响；
订正子模块，用于根据收集的所述参考长期观测站数据，将验证后的现场测光数据订正为反映电站长期平均水平的代表性数据，形成代表年太阳辐射数据；以及
处理子模块，用于将订正后的现场测光数据处理成太阳能资源评估所需要的各种参数，提出新建光伏发电工程站址区年平均和月平均太阳辐照量、光伏阵列面上的年总辐射量和月总辐射量评估成果，分析站址区太阳辐射量的年内月变化和各月典型日变化规律，并绘制各种图表。
9.根据权利要求1-8任一所述的光伏发电站设计专家系统，其特征在于：
所述光伏发电站设计专家系统还包括既有光伏发电工程后评估分析模块；
所述既有光伏发电工程后评估分析模块，用于将每个既有工程的评审意见进行归纳整理再提高，将实际已投运工程的发电量数据进行归纳，与可行性研究阶段设计参数进行对比，进一步优化参数选择，改进光资源分析模块和光伏系统选型与布置模块。
10.根据权利要求9所述的光伏发电站设计专家系统，其特征在于：
所述既有光伏发电工程后评估分析模块包括：
上传整理子模块，用于设计审查意见的上传与归档管理；
对比分析子模块，用于上传光伏发电站工程正式并网发电后的实际运行数据并与设计参数进行对比分析；以及
优化子模块，用于根据上传整理子模块和对比分析子模块反馈的结果，进一步优化参数选择，以改进光资源分析模块和光伏系统选型与布置模块。
11.根据权利要求9所述的光伏发电站设计专家系统，其特征在于：
所述光伏发电站设计专家系统还包括光资源报告生成模块和发电量计算模块，其中：
所述光资源报告生成模块用于自动将固定的公式、图表和文字填入光资源报告的相应章节，输出满足要求的光资源报告；
所述发电量计算模块，用于根据光伏系统选型与布置模块输出的布置结果，自动将固定的公式、图表和文字填入光伏发电站发电量分析报告相应的章节，生成满足要求的光伏发电站发电量分析报告。
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| CN117078461A (zh) * | 2023-08-18 | 2023-11-17 | 国家电投集团科学技术研究院有限公司 | 一种光资源数据管理系统及光资源数据管理方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103390199A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-11-13 | 国家电网公司 | 光伏发电量/发电功率预测装置 |
| CN103500365A (zh) * | 2013-09-18 | 2014-01-08 | 广州供电局有限公司 | 光伏发电功率预测方法和系统 |
-
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103390199A (zh) * | 2013-07-18 | 2013-11-13 | 国家电网公司 | 光伏发电量/发电功率预测装置 |
| CN103500365A (zh) * | 2013-09-18 | 2014-01-08 | 广州供电局有限公司 | 光伏发电功率预测方法和系统 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 5MWp光伏并网示范电站工程的优化设计;孙少军 等;《太阳能》;20091130(第11期);第22-24页 * |
| 新疆某光伏电站太阳能资源分析和支架结构设计;赵光竹;《西北水电》;20120430(第2期);第87-90页 * |
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