CN113254855A - 一种基于地形的发电增益计算方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于地形的发电增益计算方法和系统，其方法包括：获取光伏发电系统的光伏阵列所铺设区域的目标红线图；所述目标红线图包括用于表示所述铺设区域的地面起伏和高度情况的等高线；将所述目标红线图进行划分得到地形网格图；根据所述地形网格图计算得到所有网格交点的坡度值；根据所述坡度值计算得到所述光伏发电系统的整体发电增益。本发明基于地形坡度变化计算不同坡度位置处的发电增益，进而计算得到整体地形的发电增益值，方便用于项目技术经济分析。

Description

一种基于地形的发电增益计算方法和系统

技术领域

本发明涉及太阳能光伏跟踪领域，尤指一种基于地形的发电增益计算方法和系统。

背景技术

光伏跟踪器在实际应用中，通过逆跟踪(又名反向跟踪)功能规避早上和下午在光伏阵列内部的阴影遮挡，减小阴影造成的发电量损失。逆跟踪方法对于平坦地势能够实现无阴影遮挡和无阴影发电损失。

对于有起伏地势的地形，现有的光伏跟踪器通常会在逆跟踪启动阶段，引入地形坡度参数，避免光伏阵列内部阴影遮挡。对于引入坡度参数后，在坡度地形上避免光伏阵列内部阴影遮挡，能减小阴影造成的发电损失，也就是引入坡度参数后能够带来发电增益情况，目前行业内没有适用的发电增益的测算方法。

现有技术通常是用PVSYST软件预测发电量，该软件只能适用于测算平坦地形、或者模拟固定坡度值情况下的发电增益值，而不能测算复杂地形情况下实现逆跟踪功能以测量发电增益值。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于地形的发电增益计算方法和系统，实现基于地形坡度变化计算不同坡度位置处的发电增益，进而计算得到整体地形的发电增益值，方便用于项目技术经济分析。

本发明提供的技术方案如下：

本发明提供一种基于地形的发电增益计算方法，包括步骤：

获取光伏发电系统的光伏阵列所铺设区域的目标红线图；所述目标红线图包括用于表示所述铺设区域的地面起伏和高度情况的等高线；

将所述目标红线图进行划分得到地形网格图；

根据所述地形网格图计算得到所有网格交点的坡度值；

根据所述坡度值计算得到所述光伏发电系统的整体发电增益。

进一步的，所述获取光伏发电系统的光伏阵列所铺设区域的目标红线图包括步骤：

获取所述光伏阵列所铺设区域的红线图和地形高度数据；

根据所述红线图和地形高度数据，得到带有等高线的所述目标红线图。

进一步的，所述将所述目标红线图进行划分得到地形网格图包括步骤：

在X轴方向和Y轴方向上，分别按照第一预设间隔和第二预设间隔，将所述目标红线图进行网格划分；

将完成网格划分后的目标红线图，分别在所述X轴方向上和Y轴方向上进行序号标记得到所述地形网格图；所述X轴方向上和Y轴方向上的网格序号标记命名方式不同；

其中，所述第一预设间隔为若干光伏阵列的中心点在东西方向的位置间距，所述第二预设间隔为若干光伏阵列的中心点在南北方向的位置间距。

进一步的，所述根据所述地形网格图计算得到所有网格交点的坡度值包括步骤：

从所述地形网格图中提取各等高线分别与所有X轴直线相交的候选目标交点的坐标值；

根据所述地形网格图和当前网格交点，从所述候选目标交点中查找出对应的两个目标交点；相邻两个等高线之间区域内的多个网格交点的高程相等；

根据所述两个目标交点的坐标值计算得到当前网格交点对应的坡度值；

切换查找下一网格交点对应的两个目标等高线，直至计算得到所有网格交点的坡度值为止。

进一步的，所述根据所述两个目标交点的坐标值计算得到当前网格交点对应的坡度值包括步骤：

将所述当前网格交点对应的第一目标交点、第二目标交点的坐标值，代入下列坡度公式计算得到所述当前网格交点对应的坡度值；

其中，Slope(n)为当前网格交点的坡度值，Z_i为第一目标交点的Z轴坐标值，Z_i+j为第二目标交点的Z轴坐标值，X_i为第一目标交点的X轴坐标值，X_i+j为第二目标交点的X轴坐标值，n为当前网格交点的序号，i为当前网格交点的第一目标交点的序号，i+j为当前网格交点的第二目标交点的序号。

进一步的，所述根据所述坡度值计算得到所述光伏发电系统的整体发电增益包括步骤：

将各网格交点对应的坡度值与不同的预设坡度等级范围进行匹配，统计属于各预设坡度等级范围内的坡度值的数量，根据所述数量得到不同预设坡度等级范围对应的权重值；

根据各预设坡度等级范围对应的发电增益率及其对应的权重值计算得到所述整体发电增益。

本发明还提供一种基于地形的发电增益计算系统，包括：

获取模块，用于获取光伏发电系统的光伏阵列所铺设区域的目标红线图；所述目标红线图包括用于表示所述铺设区域的地面起伏和高度情况的等高线；

处理模块，用于将所述目标红线图进行划分得到地形网格图；

计算模块，用于根据所述地形网格图计算得到所有网格交点的坡度值，根据所述坡度值计算得到所述光伏发电系统的整体发电增益。

进一步的，所述获取模块包括：

数据获取单元，用于获取所述光伏阵列所铺设区域的红线图和地形高度数据；

生成单元，用于根据所述红线图和地形高度数据，得到带有等高线的所述目标红线图。

进一步的，所述处理模块包括：

分割单元，用于在X轴方向和Y轴方向上，分别按照第一预设间隔和第二预设间隔，将所述目标红线图进行网格划分；

编排单元，用于将完成网格划分后的目标红线图，分别在所述X轴方向上和Y轴方向上进行序号标记得到所述地形网格图；所述X轴方向上和Y轴方向上的网格序号标记命名方式不同；

其中，所述第一预设间隔为若干光伏阵列的中心点在东西方向的位置间距，所述第二预设间隔为若干光伏阵列的中心点在南北方向的位置间距。

进一步的，所述计算模块包括：

提取单元，用于从所述地形网格图中提取各等高线分别与所有X轴直线相交的候选目标交点的坐标值；

查找单元，用于根据所述地形网格图和当前网格交点，从所述候选目标交点中查找出对应的两个目标交点，并切换查找下一网格交点对应的两个目标等高线；相邻两个等高线之间区域内的多个网格交点的高程相等；

计算单元，用于根据所述两个目标交点的坐标值计算得到当前网格交点对应的坡度值，直至计算得到所有网格交点的坡度值为止。

进一步的，所述计算单元，用于将所述当前网格交点对应的第一目标交点、第二目标交点的坐标值，代入下列坡度公式计算得到所述当前网格交点对应的坡度值；

其中，Slope(n)为当前网格交点的坡度值，Z_i为第一目标交点的Z轴坐标值，Z_i+j为第二目标交点的Z轴坐标值，X_i为第一目标交点的X轴坐标值，X_i+j为第二目标交点的X轴坐标值，n为当前网格交点的序号，i为当前网格交点的第一目标交点的序号，i+j为当前网格交点的第二目标交点的序号。

进一步的，所述计算模块还包括：

匹配单元，用于将各网格交点对应的坡度值与不同的预设坡度等级范围进行匹配，统计属于各预设坡度等级范围内的坡度值的数量，根据所述数量得到不同预设坡度等级范围对应的权重值；

所述计算单元，还用于根据各预设坡度等级范围对应的发电增益率及其对应的权重值计算得到所述整体发电增益。

通过本发明提供的一种基于地形的发电增益计算方法和系统，能够基于地形坡度变化计算不同坡度位置处的发电增益，进而计算得到整体地形的发电增益值，方便用于项目技术经济分析。

附图说明

下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对一种基于地形的发电增益计算方法和系统的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。

图1是本发明一种基于地形的发电增益计算方法的一个实施例的流程图；

图2是本发明一种基于地形的发电增益计算方法的带有等高线的红线图；

图3是本发明一种基于地形的发电增益计算方法的一个实施例的网格图；

图4是本发明一种基于地形的发电增益计算方法的一个实施例的网格交点、横轴线与等高线交点的相对位置的示意图；

图5是本发明一种基于地形的发电增益计算方法的一个实施例的CAD中数据提取功能示意图；

图6是本发明一种基于地形的发电增益计算方法的一个实施例的导出坐标数据的结果示意图。

具体实施方式

以下描述中，为了说明而不是为了限定，提出了诸如特定系统结构、技术之类的具体细节，以便透彻理解本申请实施例。然而，本领域的技术人员应当清楚，在没有这些具体细节的其他实施例中也可以实现本申请。在其他情况中，省略对众所周知的系统、装置、电路以及方法的详细说明，以免不必要的细节妨碍本申请的描述。

应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所述描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或集合的存在或添加。

为使图面简洁，各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分，它们并不代表其作为产品的实际结构。另外，以使图面简洁便于理解，在有些图中具有相同结构或功能的部件，仅示意性地绘示了其中的一个，或仅标出了其中的一个。在本文中，“一个”不仅表示“仅此一个”，也可以表示“多于一个”的情形。

还应当进一步理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

另外，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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的附图，并获得其他的实施方式。

本发明的一个实施例，如图1所示，一种基于地形的发电增益计算方法，包括：

S100获取光伏发电系统的光伏阵列所铺设区域的目标红线图；所述目标红线图包括用于表示所述铺设区域的地面起伏和高度情况的等高线；

具体的，光伏发电系统(PV System)是利用太阳能电池直接将太阳能转换成电能的发电系统。光伏发电系统的主要部件是光伏阵列、控制器和逆变器，光伏阵列包括多个光伏板以及光伏跟踪器。对于有起伏地势的地形，光伏发电系统的光伏阵列会通过光伏跟踪器实现反向跟踪，以便减小阴影造成的发电量损失。因此，本发明的光伏发电系统的控制器会获取光伏阵列所铺设区域的目标红线图。控制器获取目标红线图的方式包括通过无线通信方式从服务器处下载获取，也可以通过有线方式从U盘或者电脑处传输获取。

S200将所述目标红线图进行划分得到地形网格图；

S300根据所述地形网格图计算得到所有网格交点的坡度值；

S400根据所述坡度值计算得到所述光伏发电系统的整体发电增益。

具体的，光伏发电系统的控制器通过上述方式获取到目标红线图后，通过等间距分割方式将目标红线图进行网格划分得到地形网格图。然后，服务器根据划分后得到的地形网格图查找出两个直线相交的网格交点，再根据地形网格图以及地形网格图中的等高线，计算得到所有网格交点的坡度值。最后，控制器根据所有网格交点的坡度值，计算得到光伏发电系统的整体发电增益。

本发明提出一种基于地形的光伏平单轴跟踪系统发电增益计算方法，通过将地形网格图进行网格划分，计算各个网格交点的坡度值，再根据所有坡度值计算得到整体发电系统的发电增益，提高地形起伏区域的发电计算准确率。本发明中这种结合地形网格图中参数得到坡度值可计算得到不同坡度值对应的发电增益值，进而计算得到基于整体地形的发电增益值，可用于项目技术经济分析。

本发明的一个实施例，一种基于地形的发电增益计算方法，包括：

S110获取所述光伏阵列所铺设区域的红线图和地形高度数据；

S120根据所述红线图和地形高度数据，得到带有等高线的所述目标红线图；

具体的，红线图是光伏发电系统的规划部门确定的光伏阵列的建筑总平面示意图，其中红线是用来表示光伏阵列的边界外沿界限，即实际可使用土地的边界图。控制器可以通过无线通信方式从网络、服务器处下载获取红线图，也可以通过有线方式从规划部门的工作人员的U盘或者电脑处传输获取红线图。

控制器可以通过无线通信方式从无人机获取地形高度数据，或者通过网络渠道从BIGEMAP软件、谷歌地球、百度地图等第三方地图软件的服务器处获取地形高度数据(例如数字高程模型，简称DEM)。当然，也可通过有线方式从专业测绘地形的工作人员的U盘或者电脑处传输获取所铺设区域的地形高度数据，然后根据所铺设区域的地形高度数据绘制生成等高线地形网格图。

控制器可以通过CAD软件或者sketchup软件等制图软件，将所铺设区域的红线图与等高线地形网格图叠加在一起，进而得到如图2所示的带有等高线的目标红线图。

S210在X轴方向和Y轴方向上，分别按照第一预设间隔和第二预设间隔，将所述目标红线图进行网格划分；

具体的，对于如图2所示的目标红线图，按照矩形L*W在X轴方向和Y轴方向上，将项目红线区域(即本发明的光伏阵列所铺设区域)内划分成若干的矩形网格，其中，W和L分别代表光伏跟踪器的中心点在东西方向和南北方向的位置间距，即W表示X轴方向上的第一预设间隔，L表示Y轴方向上的第二预设间隔。如图3所示，通过若干个X轴方向上的直线以及若干个Y轴方向上的直线，将目标红线图进行网格划分，这样，网格划分后的目标红线图中有若干个矩形网格以及若干个非矩形区域，其中，各个直线的相交位置即网格交点分别代表光伏跟踪器中心点的排布位置。

S220将完成网格划分后的目标红线图，分别在所述X轴方向上和Y轴方向上进行序号标记得到所述地形网格图；所述X轴方向上和Y轴方向上的网格序号标记命名方式不同；

其中，所述第一预设间隔为若干光伏阵列的中心点在东西方向的位置间距，所述第二预设间隔为若干光伏阵列的中心点在南北方向的位置间距；

具体的，光伏阵列包括光伏跟踪支架及光伏组件。控制器将目标红线图进行网格划分后，将目标红线图按照第一标记方式对在若干个X轴方向的直线进行序号标记，并且，将目标红线图按照第二标记方式对在若干个Y轴方向的直线进行序号标记，从而得到地形网格图。其中，若干个X轴方向上的直线的第一标记方式，与若干个Y轴方向上的直线的第二标记方式命名方式不同。控制器定义直线与等高线交点的坐标位置为(X，Y，Z)，其中X代表东西向位置坐标，Y代表南北向位置坐标，Z代表光伏跟踪器的设计安装的高程值，X和Y可以直接通过如图3所示的图纸所建立的坐标系获取得到相对位置，Z需要结合地形情况获取。

示例性的，如图3所示将目标红线图进行网格划分，横排以A、B、C......序号编排(定义为A横轴，B横轴，C横轴……)，纵列以1、2、3......序号编排(定义为1列，2列，3列……)

地形网格图中的等高线是由若干高程相等的点构成，通常网格交点的坡度值为高度位置差与在东西方向上水平位移差值的比值。以如图3所示的网格交点G31的坡度值为例计算：

由于在X轴方向的直线的网格交点G31位于候选目标交点GCD(i)以及候选目标交点GCD(i+1)之间，因此，网格交点G31的坡度值等于网格交点G32和网格交点G30之间高度位置差，与网格交点G32和网格交点G30之间在东西方向上水平位移的比值。由于根据L*W进行网格划分，因此，网格交点G32和网格交点G30之间在东西方向上水平位移差值等于2W。

通过坡度计算原理，结合地形网格图特征(等高线上任意点同时有X、Y、Z坐标信息)，因此，提出等高线和直线交点位置，计算网格交点的坡度。

S310从所述地形网格图中提取各等高线分别与所有X轴直线相交的候选目标交点的坐标值；

S320根据所述地形网格图和当前网格交点，从所述候选目标交点中查找出对应的两个目标交点；相邻两个等高线之间区域内的多个网格交点的高程相等；

具体的，查找的两个目标交点是指与分别位于当前网格交点两侧，且与当前网格交点相邻的两个候选目标交点。其中，从当前网格交点左侧的多个候选目标交点中，选中与当前网格交点之间距离的一个候选目标交点作为第一目标交点。从当前网格交点右侧的多个候选目标交点中，选中与当前网格交点之间距离的一个候选目标交点作为第二目标交点。

S330根据所述两个目标交点的坐标值计算得到当前网格交点对应的坡度值；

具体的，将所述当前网格交点对应的第一目标交点、第二目标交点的坐标值，代入下列坡度公式计算得到所述当前网格交点对应的坡度值；

其中，Slope(n)为当前网格交点的坡度值，Z_i为第一目标交点的Z轴坐标值，Z_i+j为第一目标交点的Z轴坐标值，X_i为第一目标交点的X轴坐标值，X_i+j为第一目标交点的X轴坐标值，n为当前网格交点的序号，i为当前网格交点的第一目标交点的序号，i+j为当前网格交点的第二目标交点的序号；

S340切换查找下一网格交点对应的两个目标等高线，直至计算得到所有网格交点的坡度值为止。

具体的，获取目标红线图内全部网格交点的坡度后，统计坡度情况，按照坡度进行范围等级划分，得到各个坡度等级范围内的坡度权重。结合PVSYST软件模拟得到单个坡度等级的发电增益率，结合坡度权重，即可以得到全部地形的整体发电增益。根据上述方法得到地形情况下的发电增益后，可将发电增益结果用于项目的技术经济分析。

S410将各网格交点对应的坡度值与不同的预设坡度等级范围进行匹配；

S420统计属于各预设坡度等级范围内的坡度值的数量，根据所述数量得到不同预设坡度等级范围对应的权重值；

S430根据各预设坡度等级范围对应的发电增益率及其对应的权重值计算得到所述整体发电增益。

具体的，首先进行地形网格划分。如图1和图3，对于目标红线图，按照矩形L*W(L和W分别代表光伏跟踪器的南北和东西方向的中心位置间距)，将项目红线区域内划分成若干的矩形网格。然后对划分后的网格进行坐标定义。

示例性的，以图4为例，定义网格交点的坐标位置G30(XG30，YG30，ZG30)，G31(XG31，YG31，ZG31)，G32(XG32，YG32，ZG32)，……。之后，获取地形网格图中各等高线的高程点坐标，即如图5所示，从CAD软件的工具中，通过“数据提取”功能，提取地形网格图中的等高线上高程点的坐标数据(即本发明的候选目标交点的坐标值)，并导出如图6所示的坐标数据。

示例性的，以网格交点G30～G37为例计算坡度：将位于A横轴、B横轴、C横轴……上的等高线上的高程点坐标(即发明的候选目标交点的坐标值)提取出来。如图4所示，以G横轴为例，位于G横轴上等高线上的高程点坐标全部提取出来，获取等高线的坐标GCD-G(i)(Xi，Yi，Zi)，GCD-G(i+1)(Xi+1，Yi+1，Zi+1)，GCD-G(i+2)(Xi+2，Yi+2，Zi+2)，GCD-G(i+3)(Xi+3，Yi+3，Zi+3)，GCD-G(i+4)(Xi+4，Yi+4，Zi+4)，GCD-G(i+5)(Xi+5，Yi+5，Zi+5)……，上述GCD-G(i)～GCD-G(i+5)的坐标中，YG＝Yi＝Yi+1＝Yi+2＝Yi+3＝Yi+4＝Yi+5＝……。

通过上述方式导出高程点坐标后，计算所有网格交点的坡度值，即将网格交点相邻的高程点坐标提取出来，计算所有的网格交点的坡度值。示例性的，如图4列出网格相交位置G29～G38和等高线的相对位置，以G横轴的网格交点G30～G37为例计算坡度：

G30、G31、G32位于2条等高线之间，这两条等高线与G行的相交的坐标分别为GCD-G(i)(Xi，Yi，Zi)和GCD-G(i+1)(Xi+1，Yi+1，Zi+1)，G30、G31、G32坡度通过GCD-G(i)和GCD-G(i+1)的坐标计算：

G33位于2条等高线之间，这两条等高线与G行的相交的坐标分别为GCD-G(i+1)(Xi+1，Yi+1，Zi+1)和GCD-G(i+2)(Xi+2，Yi+2，Zi+2)，G33坡度通过GCD-G(i+1)和GCD-G(i+2)的坐标计算：

G34、G35位于2条等高线之间，这两条等高线与G行的相交的坐标分别为GCD-G(i+2)(Xi+2，Yi+2，Zi+2)和GCD-G(i+3)(Xi+3，Yi+3，Zi+3)，G34、G35坡度通过GCD-G(i+2)和GCD-G(i+3)的坐标计算：

G36位于2条等高线之间，这两条等高线与G行的相交的坐标分别为GCD(i+3)(Xi+3，Yi+3，Zi+3)和GCD(i+4)(Xi+4，Yi+4，Zi+4)，G36坡度通过GCD(i+3)和GCD(i+4)的坐标计算：

G37位于2条等高线之间，这两条等高线与G行的相交的坐标分别为GCD-G(i+4)(Xi+4，Yi+4，Zi+4)和GCD-G(i+5)(Xi+5，Yi+5，Zi+5)，G37坡度通过GCD-G(i+4)和GCD-G(i+5)的坐标计算：

参照上述方式计算各个网格交点的坡度值后，统计得到各个统计坡度权重(即本发明的权重值)。获取目标红线图内全部网格交点的坡度后，统计坡度情况，按照坡度进行范围等级划分，以5％等范围等级划分为例，例如-20％～-15％，-15％～-10％，-10％～-5％，-5％～0％，0～5％，5％～10％，10％～15％，15％～20％，得到各个坡度等级范围内的坡度权重δ-20％～-15％，δ-15％～-10％，δ-10％～-5％，δ-5％～0％，δ0～5％，δ5％～10％，δ10％～15％，δ15％～20％。具体地，通过CAD导出坐标数据后，通过高度差和水平位移，得到每个光伏跟踪器的坡度，整体坡度按照坡度范围(比如2％～4％，4％～6％，……)，进行统计，每种范围内坡度的数量/总共坡度数量，即为每种范围内坡度的权重值。

延续上述实施例，根据统计得到的坡度权重，计算全部地形的整体发电增益。结合PVSYST软件模拟得到单个坡度等级的发电增益率η-20％～-15％，η-15％～-10％，η-10％～-5％，η-5％～0％，η0～5％，η5％～10％，η10％～15％，η15％～20％，结合坡度权重，即可以得到全部地形的整体发电增益：

Gain＝δ_{-20％～-15％}*η_{-20％～-15％}+δ_{-15％～-10％}*η_{-15％～-10％}

+δ_{-10％～-5％}*η_{-10％～-5％}+δ_-5％～0％*η_-5％～0％+δ_0％～5％

*η_0％～5％+δ_5％～10％*η_5％～10％+δ_{10％～15％}*η_{10％～15％}

+δ_{15％～20％}*η_{15％～20％}

本发明可以计算基于地形的光伏平单轴跟踪系统发电增益计算方法，本发明计算出的基于整体地形的发电增益值，可用于项目技术经济分析。

本发明还提供一种基于地形的发电增益计算系统，包括：

获取模块，用于获取光伏发电系统的光伏阵列所铺设区域的目标红线图；所述目标红线图包括用于表示所述铺设区域的地面起伏和高度情况的等高线；

处理模块，用于将所述目标红线图进行划分得到地形网格图；

计算模块，用于根据所述地形网格图计算得到所有网格交点的坡度值，根据所述坡度值计算得到所述光伏发电系统的整体发电增益。

具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述方法实施例，在此不再一一赘述。

基于前述实施例，所述获取模块包括：

数据获取单元，用于获取所述光伏阵列所铺设区域的目标红线图和地形高度数据；

生成单元，用于根据所述目标红线图和地形高度数据，得到带有等高线的所述目标红线图。

具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述方法实施例，在此不再一一赘述。

基于前述实施例，所述处理模块包括：

分割单元，用于在X轴方向和Y轴方向上，分别按照第一预设间隔和第二预设间隔，将所述目标红线图进行网格划分；

编排单元，用于将完成网格划分后的目标红线图，分别在所述X轴方向上和Y轴方向上进行序号标记得到所述地形网格图；所述X轴方向上和Y轴方向上的网格序号标记命名方式不同；

其中，所述第一预设间隔为若干光伏阵列的中心点在东西方向的位置间距，所述第二预设间隔为若干光伏阵列的中心点在南北方向的位置间距。

具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述方法实施例，在此不再一一赘述。

基于前述实施例，所述计算模块包括：

提取单元，用于从所述地形网格图中提取各等高线分别与所有X轴直线相交的候选目标交点的坐标值；

查找单元，用于根据所述地形网格图和当前网格交点，从所述候选目标交点中查找出对应的两个目标交点，并切换查找下一网格交点对应的两个目标等高线；相邻两个等高线之间区域内的多个网格交点的高程相等；

计算单元，用于根据所述两个目标交点的坐标值计算得到当前网格交点对应的坡度值，直至计算得到所有网格交点的坡度值为止。

具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述方法实施例，在此不再一一赘述。

基于前述实施例，所述计算单元，用于将所述当前网格交点对应的第一目标交点、第二目标交点的坐标值，代入下列坡度公式计算得到所述当前网格交点对应的坡度值；

其中，Slope(n)为当前网格交点的坡度值，Z_i为第一目标交点的Z轴坐标值，Z_i+j为第二目标交点的Z轴坐标值，X_i为第一目标交点的X轴坐标值，X_i+j为第二目标交点的X轴坐标值，n为当前网格交点的序号，i为当前网格交点的第一目标交点的序号，i+j为当前网格交点的第二目标交点的序号。

具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述方法实施例，在此不再一一赘述。

基于前述实施例，所述计算模块还包括：

匹配单元，用于将各网格交点对应的坡度值与不同的预设坡度等级范围进行匹配，统计属于各预设坡度等级范围内的坡度值的数量，根据所述数量得到不同预设坡度等级范围对应的权重值；

所述计算单元，还用于根据各预设坡度等级范围对应的发电增益率及其对应的权重值计算得到所述整体发电增益。

具体的，本实施例是上述方法实施例对应的系统实施例，具体效果参见上述方法实施例，在此不再一一赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述各程序模块的划分进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的程序模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的程序单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。实施例中的各程序模块可以集成在一个计算单元中，也可是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个计算单元中，上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件程序单元的形式实现。另外，各程序模块的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本申请的保护范围。

它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述或记载的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置/终端设备和方法，可以通过其他的方式实现。例如，以上所描述的装置/终端设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块或单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性、机械或其他的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能单元可能集成在一个计算单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

应当说明的是，上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种基于地形的发电增益计算方法，其特征在于，包括步骤：

获取光伏发电系统的光伏阵列所铺设区域的目标红线图；所述目标红线图包括用于表示所述铺设区域的地面起伏和高度情况的等高线；

将所述目标红线图进行划分得到地形网格图；

根据所述地形网格图计算得到所有网格交点的坡度值；

根据所述坡度值计算得到所述光伏发电系统的整体发电增益。

2.根据权利要求1所述的一种基于地形的发电增益计算方法，其特征在于，所述获取光伏发电系统的光伏阵列所铺设区域的目标红线图包括步骤：

获取所述光伏阵列所铺设区域的红线图和地形高度数据；

根据所述红线图和地形高度数据，得到带有等高线的所述目标红线图。

3.根据权利要求1所述的一种基于地形的发电增益计算方法，其特征在于，所述将所述目标红线图进行划分得到地形网格图包括步骤：

在X轴方向和Y轴方向上，分别按照第一预设间隔和第二预设间隔，将所述目标红线图进行网格划分；

将完成网格划分后的目标红线图，分别在所述X轴方向上和Y轴方向上进行序号标记得到所述地形网格图；所述X轴方向上和Y轴方向上的网格序号标记命名方式不同；

其中，所述第一预设间隔为若干光伏阵列的中心点在东西方向的位置间距，所述第二预设间隔为若干光伏阵列的中心点在南北方向的位置间距。

4.根据权利要求3所述的一种基于地形的发电增益计算方法，其特征在于，所述根据所述地形网格图计算得到所有网格交点的坡度值包括步骤：

从所述地形网格图中提取各等高线分别与所有X轴直线相交的候选目标交点的坐标值；

根据所述地形网格图和当前网格交点，从所述候选目标交点中查找出对应的两个目标交点；相邻两个等高线之间区域内的多个网格交点的高程相等；

根据所述两个目标交点的坐标值计算得到当前网格交点对应的坡度值；

切换查找下一网格交点对应的两个目标等高线，直至计算得到所有网格交点的坡度值为止。

5.根据权利要求4所述的一种基于地形的发电增益计算方法，其特征在于，所述根据所述两个目标交点的坐标值计算得到当前网格交点对应的坡度值包括步骤：

将所述当前网格交点对应的第一目标交点、第二目标交点的坐标值，代入下列坡度公式计算得到所述当前网格交点对应的坡度值；

其中，Slope(n)为当前网格交点的坡度值，Z_i为第一目标交点的Z轴坐标值，Z_i+j为第二目标交点的Z轴坐标值，X_i为第一目标交点的X轴坐标值，X_i+j为第二目标交点的X轴坐标值，n为当前网格交点的序号，i为当前网格交点的第一目标交点的序号，i+j为当前网格交点的第二目标交点的序号。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种基于地形的发电增益计算方法，其特征在于，所述根据所述坡度值计算得到所述光伏发电系统的整体发电增益包括步骤：

将各网格交点对应的坡度值与不同的预设坡度等级范围进行匹配，统计属于各预设坡度等级范围内的坡度值的数量，根据所述数量得到不同预设坡度等级范围对应的权重值；

根据各预设坡度等级范围对应的发电增益率及其对应的权重值计算得到所述整体发电增益。

7.一种基于地形的发电增益计算系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取光伏发电系统的光伏阵列所铺设区域的目标红线图；所述目标红线图包括用于表示所述铺设区域的地面起伏和高度情况的等高线；

处理模块，用于将所述目标红线图进行划分得到地形网格图；

计算模块，用于根据所述地形网格图计算得到所有网格交点的坡度值，根据所述坡度值计算得到所述光伏发电系统的整体发电增益。

8.根据权利要求7所述的一种基于地形的发电增益计算系统，其特征在于，所述获取模块包括：

数据获取单元，用于获取所述光伏阵列所铺设区域的红线图和地形高度数据；

生成单元，用于根据所述红线图和地形高度数据，得到带有等高线的所述目标红线图。

9.根据权利要求7所述的一种基于地形的发电增益计算系统，其特征在于，所述处理模块包括：

分割单元，用于在X轴方向和Y轴方向上，分别按照第一预设间隔和第二预设间隔，将所述目标红线图进行网格划分；

编排单元，用于将完成网格划分后的目标红线图，分别在所述X轴方向上和Y轴方向上进行序号标记得到所述地形网格图；所述X轴方向上和Y轴方向上的网格序号标记命名方式不同；

其中，所述第一预设间隔为若干光伏阵列的中心点在东西方向的位置间距，所述第二预设间隔为若干光伏阵列的中心点在南北方向的位置间距。

10.根据权利要求9所述的一种基于地形的发电增益计算系统，其特征在于，所述计算模块包括：

提取单元，用于从所述地形网格图中提取各等高线分别与所有X轴直线相交的候选目标交点的坐标值；

查找单元，用于根据所述地形网格图和当前网格交点，从所述候选目标交点中查找出对应的两个目标交点，并切换查找下一网格交点对应的两个目标等高线；相邻两个等高线之间区域内的多个网格交点的高程相等；

计算单元，用于根据所述两个目标交点的坐标值计算得到当前网格交点对应的坡度值，直至计算得到所有网格交点的坡度值为止。

11.根据权利要求10所述的一种基于地形的发电增益计算系统，其特征在于：

所述计算单元，用于将所述当前网格交点对应的第一目标交点、第二目标交点的坐标值，代入下列坡度公式计算得到所述当前网格交点对应的坡度值；

其中，Slope(n)为当前网格交点的坡度值，Z_i为第一目标交点的Z轴坐标值，Z_i+j为第二目标交点的Z轴坐标值，X_i为第一目标交点的X轴坐标值，X_i+j为第二目标交点的X轴坐标值，n为当前网格交点的序号，i为当前网格交点的第一目标交点的序号，i+j为当前网格交点的第二目标交点的序号。

12.根据权利要求10所述的一种基于地形的发电增益计算系统，其特征在于，所述计算模块还包括：

匹配单元，用于将各网格交点对应的坡度值与不同的预设坡度等级范围进行匹配，统计属于各预设坡度等级范围内的坡度值的数量，根据所述数量得到不同预设坡度等级范围对应的权重值；

所述计算单元，还用于根据各预设坡度等级范围对应的发电增益率及其对应的权重值计算得到所述整体发电增益。

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