CN114614765B - 一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统 - Google Patents

一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开提供的一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统。该基于物联网的光伏发电智能调控管理系统包括光伏发电基础布设信息获取模块、光照检测终端布设模块、调控模式确认模块、光照信息采集与分析模块、环境信息采集与分析模块、调控分析模块、调控执行模块；本发明通过基于不同选取的调控模式进行对应信息采集和调控分析，实现了太阳能电池板方位角和倾斜角的动态调控，有效的解决了当前对太阳能发电过程调控具有一定的局限性的问题，最大程度上的提高了太阳能电池板的受光面积和受光强度，进而大大的提高了太阳能电池板对太阳能的利用率，同时还有效的增加了太阳能电池板的使用寿命。

Description

一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统
技术领域
本发明属于光伏发电调控管理技术领域，涉及到一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统。
背景技术
随着人们生活水平的稳步提高和用电需求的日益提升，太阳能发电作为一种清洁的发电方式也愈发受到更多人的青睐，越来越多的人员都选择在楼顶区域安置太阳能发电组件进行光伏发电。
为了保障太阳能发电组件的发电稳定性和发电效率，需要对太阳能发电组件的发电过程进行调控管理，由于太阳光发电效率主要取决于太阳能发电组件的受光面积等因素，当前对太阳光发电过程进行调控也主要立足于对太阳能发电组件的受光面积、太阳能发电组件的安全性等方面进行调控，如对太阳能发电组件的清洁度、太阳能发电组件的温度等进行调控管理，因此，当前对太阳能发电过程的调控管理还存在以下几个方面的问题：
1、目前建设一个太阳能发电系统的成本还是较高的，因此，提高太阳能的利用率是十分重要的，而太阳能电池板安置的方位角也直接决定了太阳能电池板的受光面积和受光强度，当前太阳能电池板安置方位都为固定式，无法实现对太阳光的实时跟随，进而无法最大程度上的提高太阳能电池板的受光面积和光照强度，也无法有效的提高太阳能电池板对太阳能的利用率，同时无法达成太阳能电池板对应的最佳发电量；
2、虽然当前太阳能发电组件为防水防高温设计，但是在强降雨天气或者强降雪天气会对太阳能电池板有一个冲击力，随着时间的推移，这种冲击力会给太阳能电池板造成一定的损伤，增加了太阳能电池板的维修成本，也大幅度降低了太阳电池板的使用寿命，在另一方面也间接影响了太阳能电池板的发电量，增加了太阳能电池板运行过程中的风险。
综上所述，当前对太阳能发电过程的调控管理还具有调控不够深度、管理效率不佳和无法提高太阳能发电效率等几个方面的问题。
发明内容
鉴于此，为解决上述背景技术中所提出的问题，现提出针对楼顶光伏发电的一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统，实现了对光伏发电系统的智能调控；
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
本发明提供了一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统，包括：
光伏发电基础布设信息获取模块，用于获取目标发电区域内各布设太阳能电池板对应的布设位置，基于各布设太阳能板对应的布设位置，将目标发电区域划分为各发电子区域，获取各发电子区域对应的基础布设信息，将各发电子区域按照预设顺序进行编号，依次标记为1,2，...j,...m；
光照检测终端布设模块，用于基于太阳对应的行进轨迹，获取太阳在各行进时刻对应的方位角，并作为检测方位角，将各检测方位角位置进行光照检测终端布设，并将各检测方位角依次编号为1,2，...i,...n；
调控模式确认模块，用于调取目标发电区域当前对应的气象信息，基于目标发电区域当前对应的气象信息，进行调控模式确认，若目标发电区域当前气象为正常气象时，则确认目标发电区域当前调控模式为方位调控模式，启动光照信息采集与分析模块，若目标发电区域当前气象为恶劣气象时，则确认目标发电区域当前调控模式为倾角调控模式，启动环境信息采集与分析模块；
光照信息采集与分析模块，用于通过布设的各光照检测终端对目标发电区域内对应的光照强度进行实时采集，并基于目标发电区域各光照检测终端实时采集的光照强度，进行方位调控需求分析；
环境信息采集与分析模块，用于从目标发电区域当前对应的气象信息中提取目标发电区域当前对应的恶劣气象类型，基于目标发电区域当前对应的恶劣气象类型对目标发电区域对应的环境信息进行采集，并基于采集的环境信息进行倾斜角调控需求分析；
调控分析模块,用于当目标发电区域需要进行调控时，基于目标发电区域当前对应的调控模式，对目标发电区域当前对应的调控措施进行分析；
调控执行模块，用于基于目标发电区域当前对应的调控模式，并启动对应的调控终端进行对应调控。
进一步地，所述各发电子区域对应的基础布设信息具体为各发电子区域中太阳能电池板当前对应的布设方位角、太阳能电池板当前对应的布设倾斜角、太阳能电池板安置区域对应的尺寸信息和太阳能电池板对应的支撑杆信息，其中，太阳能电池板对应的支撑杆信息包括支撑杆对应的类型和各类型支撑杆当前对应的长度，太阳能电池板安置区域对应的尺寸信息为太阳能电池板安置区域对应的宽度，各发电子区域对应的基础布设信息为一致。
进一步地，所述支撑杆对应的类型包括方位调控类型和倾斜调控类型，方位调控类型支撑杆为与太阳能电池板放置区域连接的短支撑杆，倾斜调控支撑杆为与太阳能电池板放置区域连接的长支撑杆。
进一步地，所述光照检测终端具体为光照强度检测仪，用于对各检测方位角位置对应的光照强度进行检测。
进一步地，所述基于目标发电区域各光照检测终端实时采集的光照强度，进行方位调控需求分析的具体分析过程为：
提取各光照检测终端当前采集的光照强度值，将各光照检测终端按照预设顺序依次编号为1′,2′,...i′,...n′，其中光照检测终端编号与检测方位角编号为对应关系；
将各光照检测终端检测的光照强度值按照从大到小的顺序进行排序，提取排名第一位的光照检测终端，将该光照检测终端记为目标检测终端；
将目标检测终端检测的光照强度值与预设的太阳能电池板对应的标准工作光照强度值进行对比，若目标检测终端检测的光照强度值大于或者等于预设的太阳能电池板对应的标准工作光照强度值，则判断该目标发电区域太阳能电池板需要进行方位调控，反之则判断该目标发电区域内太阳能电池板无需进行方位调控。
进一步地，所述基于目标发电区域当前对应的恶劣气象类型对目标发电区域对应的环境信息进行采集，并基于采集的环境信息进行倾斜角调控需求分析具体包括：当目标发电区域对应的恶劣气象类型为刮风类型、降雨类型或者降雪类型时，对目标发电区域内对应的环境信息进行采集，并对各发电子区域太阳能电池板倾斜角的调控需求进行判断,其中，刮风类型对应的环境下信息为刮风风向，降雨类型对应的环境信息为降雨强度，将雪类型对应的环境信息为降雪强度。
进一步地，所述基于目标发电区域当前对应的调控模式，对目标发电区域当前对应的调控措施进行分析的具体分析过程为：
当目标发电区域当前对应的调控模式为方位调控模式且该目标发电区域太阳能电池板需要进行方位调控时，获取目标检测终端对应的检测方位角，将该检测方位角记为目标发电区域太阳能电池板对应的待转向方位角，利用支撑杆调控识别算法得出各发电子区域方位调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型；
当目标发电区域当前对应的调控模式为倾角调控模式且该目标发电区域太阳能电池板需要进行倾斜角调控时，获取目标发电区域当前对应的恶劣气象类型和环境信息，进而确认各发电子区域太阳能电池板对应的理想倾斜角和倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型。
进一步地，所述支撑杆调控识别算法具体执行过程包括以下步骤：
第一步、将目标发电区域太阳能电池板对应的待转向方位角导入太阳能电池板转向模拟模型，从中提取出各发电子区域太阳能电池板与水平方向的夹角，并标记为αj，j＝1,2,......m；
第二步、获取各发电区域子区域内太阳能电池板对应的长度，并记为x，同时获取各发电子区域内太阳能电池板对应的方位调控类型支撑杆长度和倾斜调控类型支撑杆长度，利用计算公式计算得出各发电子区域中方位调控类型支撑杆对应的调控长度，其中，计算公式具体为
Figure GDA0003905162210000061
Δhj表示第j个发电子区域太阳能电池板中方位调控类型支撑杆对应的调控长度，kj表示第j个发电子区域太阳能电池板中方位调控类型支撑杆当前对应的长度，lj表示为第j个发电子区域太阳能电池板中倾斜调控类型支撑杆当前对应的长度。
第三步、根据各发电子区域太阳能电池板中各方位调控类型支撑杆对应的调控长度，若某发电子区域太阳能电池板中各方位调控类型支撑杆对应的调控长度大于零，则判断该发电子区域太阳电池板各方位调控类型支撑杆对应的调控类型记为加长调控，反之则记为降低调控。
进一步地，所述确认各发电子区域太阳能电池板对应的理想倾斜角和各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型的具体确认过程为：
根据目标发电区域当前对应的恶劣气象类型和环境信息，若目标发电区域当前对应的恶劣气象类型为刮风类型，获取目标发电子区域当前对应的刮风风向，根据目标发电子区域对应的刮风风向和各发电子区域内太阳能电池板对应方位角，获取各发电子区域太阳能电池板与风向之间的夹角，并记为风力夹角，将各发电子区域对应的风力夹角与预设的各标准太阳能电池板倾斜角对应的许可风力夹角进行对比，筛选出各发电子区域内太阳电池板对应的标准倾斜角，并作为各发电子区域太阳能电池板对应的理想倾斜角，记为θj，利用计算公式计算得出刮风类型下各发电子区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度，其计算公式具体为
Figure GDA0003905162210000071
Δyj表示为第j个发电子区域内倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度值，并按照太阳电池板各方位调控类型支撑杆调控类型的确认方式得到各倾斜调控类型支撑杆对应的调控类型；
若目标发电区域当前对应的恶劣气象类型为降雨类型，将目标发电区域内对应的降雨强度与预设的各标准太阳能电池板倾斜度对应的容纳降雨强度进行对比，筛选得到各发电子区域内太阳能电池板对应的标准倾斜角，并作为各发电子区域太阳能电池板对应的理想倾斜角，并按照刮风类型下各发电子区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型的分析方式进行分析，得到降雨类型下各发电区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型，同理，当目标发电区域当前对应的恶劣气象类型为降雪类型时，对各发电区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型进行分析，以此得到降雪类型下各发电区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型。
进一步地，所述调控终端包括第一伸缩杆1和第二伸缩杆2，其中第一伸缩杆1为方位调控类型支撑杆，用于对各发电子区域内太阳能电池板对应的方位角进行调控，第二伸缩杆2为倾斜调控类型支撑杆，用于对各发电子区域内太阳能对应的倾斜角度进行调控。
相较于现有技术，本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供的一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统，通过根据目标发电区域当前对应的气象，进行调控模式选取，基于不同选取的调控模式进行对应信息采集和调控分析，实现了对太阳能电池板方位角和倾斜角的动态调控，有效的解决了当前对太阳能发电过程调控具有一定的局限性的问题，打破了当前太阳能电池板固定方位带来的弊端，实现了对太阳光的实时跟随，最大程度上的提高了太阳能电池板的受光面积和受光强度，进而大大的提高了对太阳能的利用率，同时也有效的达成了太阳能电池板对应的最佳发电量。
(2)本发明在对环境信息采集与分析模块，通过基于目标发电区域当前对应的恶劣气象类型对目标发电区域对应的环境信息进行采集，并基于采集的环境信息进行倾斜角调控需求分析，有效的降低了恶劣天气对太阳能电池板的冲击损伤，大幅度减少了太阳电池板的维修成本，有效的增加了太阳能电池板的使用寿命，降低了恶劣天气对太阳能电池板后续发电过程中发电量的影响，在一定程度上有效规避了太阳能电池板运行过程中的风险。
(3)本发明通过用于基于目标区域当前对应的调控模式，并启动对应的调控终端进行对应调控，实现了太阳能电池板的智能调控，同时通过设计智能调控终端，有效的提高了太阳能电池板调控的便利性和精准性，大幅度提高了太阳能发电过程调控的自动化水平。
附图说明
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。
图1为本发明系统各模块连接示意图；
图2为太阳能电池板倾斜角示意简图；
图3为太阳能电池板调控终端示意图；
附图标记：1、第一伸缩杆，2、第二伸缩杆。
具体实施方式
下面将结合本发明实施以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。
请参阅图1所示，一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统，包括：光伏发电基础布设信息获取模块、光照检测终端布设模块、调控模式确认模块、光照信息采集与分析模块、环境信息采集与分析模块、调控分析模块、调控执行模块；所述调控模式确认模块分别与光伏发电基础布设信息获取模块、光照信息采集与分析模块、环境信息采集与分析模块连接，光照检测终端布设模块与光照检测终端布设模块连接，调控分析模块分别与光照信息采集与分析模块、环境信息采集与分析模块和调控执行模块连接；
请参阅图2所示，光伏发电基础布设信息获取模块，用于获取目标发电区域内各布设太阳能电池板对应的布设位置，基于各布设太阳能板对应的布设位置，将目标发电区域划分为各发电子区域，并获取各发电子区域对应的基础布设信息，将各发电子区域按照预设顺序进行编号，依次标记为1,2，...j,...m；
具体地，所述各发电子区域对应的基础布设信息具体为各发电子区域中太阳能电池板当前对应的布设方位角、太阳能电池板当前对应的布设倾斜角、太阳能电池板安置区域对应的尺寸信息和太阳能电池板对应的支撑杆信息，其中，太阳能电池板对应的支撑杆信息包括支撑杆对应的类型和各类型支撑杆当前对应的长度，太阳能电池板安置区域对应的尺寸信息为太阳能电池板安置区域对应的宽度。
需要说明的是，所述支撑杆对应的类型包括方位调控类型和倾斜调控类型，方位调控类型支撑杆为与太阳能电池板放置区域连接的短支撑杆，倾斜调控类型支撑杆为与太阳能电池板放置区域连接的长支撑杆，一个发电子区域包括两个方位调控类型支撑杆和两个倾斜调控类型支撑杆。
还需要说明的是，所述各类型支撑杆当前对应的长度的获取方式包括但不限于通过各发电子区域内布设的摄像头进行图像采集获取。
光照检测终端布设模块，用于基于太阳对应的行进轨迹，获取太阳在各行进时刻对应的方位角，并作为检测方位角，将各检测方位角位置进行光照检测终端布设，并将各检测方位角依次编号为1,2，...i,...n，其中，光照检测终端具体为光照强度检测仪；
调控模式确认模块，用于调取目标发电区域当前对应的气象信息，基于目标发电区域当前对应的气象信息，进行调控模式确认，若目标发电区域当前气象为正常气象时，则确认目标发电区域当前调控模式为方位调控模式，启动光照信息采集与分析模块，若目标发电区域当前气象为恶劣气象时，则确认目标发电区域当前调控模式为倾角调控模式，启动环境信息采集与分析模块；
光照信息采集与分析模块，用于通过布设的各光照检测终端对目标发电区域内对应的光照强度进行实时采集，并基于目标发电区域各光照检测终端实时采集的光照强度，进行方位调控需求分析；
示例性地，所述基于目标发电区域各光照检测终端实时采集的光照强度，进行方位调控需求分析的具体分析过程为：
F1、提取各光照检测终端当前采集的光照强度值，将各光照检测终端按照预设顺序依次编号为1′,2′,...i′,...n′，其中光照检测终端编号与检测方位角编号对应关系；
F2、将各光照检测终端检测的光照强度值按照从大到小的顺序进行排序，提取排名第一位的光照检测终端，将该光照检测终端记为目标检测终端；
F3、将目标检测终端检测的光照强度值与预设的太阳能电池板对应的标准工作光照强度值进行对比，若目标检测终端检测的光照强度值大于或者等于预设的太阳能电池板对应的标准工作光照强度值，则判断该目标发电区域太阳能电池板需要进行方位调控，反之则判断该目标发电区域内太阳能电池板无需进行方位调控。
环境信息采集与分析模块，用于从目标发电区域当前对应的气象信息中提取目标发电区域当前对应的恶劣气象类型，基于目标发电区域当前对应的恶劣气象类型对目标发电区域对应的环境信息进行采集，并基于采集的环境信息进行倾斜角调控需求分析；
在一个具体实施例中，所示气象信息包括正常气象信息和恶劣气象信息，其中，正常气象包括晴天、多云和阴天三种类型，恶劣气象类型包括降雨类型、降雨类型和刮风类型。
示例性地，所述基于目标发电区域当前对应的恶劣气象类型对目标发电区域对应的环境信息进行采集，并基于采集的环境信息进行倾斜角调控需求分析具体包括：当目标发电区域对应的恶劣气象类型为刮风类型、降雨类型或者降雪类型时，对目标发电区域内对应的环境信息进行采集，并对各发电子区域太阳能电池板倾斜角的调控需求进行判断,其中，刮风类型对应的环境下信息为刮风风向，降雨类型对应的环境信息为降雨强度，将雪类型对应的环境信息为降雪强度,；
进一步地，对各发电子区域太阳能电池板倾斜角的调控需求进行判断的具体判断过程包括以下步骤：
T1、当目标发电区域当前对应的恶劣气象类型为刮风类型时，利用该目标发电区域内布设的风向检测仪对该目标发电区域内对应的风向进行检测，得到该目标发电区域内当前对应的风向，以东西为横坐标，以南北为纵坐标，构建方位坐标系，将目标发电区域内对应的风向与太阳能电池板对应的布设方位角导入该方位坐标系中，得到目标发电区域内风向与太阳电池板布设方位角之间的夹角，将该夹角记为风力夹角，若该风力夹角值为0°或者180°时，则判断各发电子区域太阳能电池板不需要进行倾斜角调控，反之则判断各发电子区域太阳能电池板需要进行倾斜角调控；
T2、当目标发电区域当前对应的恶劣气象类型为降雨类型，提取当前目标发电区域内对应的降雨强度，若当前目标发电区域内对应的降雨强度为一级降雨强度，则判断各发电子区域太阳能电池板不需要进行倾斜角调控，若当前目标发电区域内对应的降雨强度不处于一级降雨强度，则判断各发电子区域太阳能电池板需要进行倾斜角调控；
T3、当目标发电区域当前对应的恶劣气象类型为降雪类型，提取当前目标发电区域内对应的降雪强度，若当前目标发电区域内对应的降雪强度为一级降雪强度，则判断各发电子区域太阳能电池板不需要进行倾斜角调控，若当前目标发电区域对应的降雪强度不为一级降雪强度，则判断各发电子区域太阳能电池板需要进行倾斜角调控。
本发明实施例在对环境信息采集与分析模块，通过基于目标发电区域当前对应的恶劣气象类型对目标发电区域对应的环境信息进行采集，并基于采集的环境信息进行倾斜角调控需求分析，有效的降低了恶劣天气对太阳能电池板的冲击损伤，大幅度减少了太阳电池板的维修成本，有效的增加了太阳能电池板的使用寿命，降低了恶劣天气对太阳能电池板后续发电过程中发电量的影响，在一定程度上有效规避了太阳能电池板运行过程中的风险。
调控分析模块，用于当目标发电区域需要进行调控时，基于目标发电区域当前对应的调控模式，对目标发电区域当前对应的调控措施进行分析；
需要说明的是，基于目标发电区域当前对应的调控模式，对目标发电区域当前对应的调控措施进行分析的具体分析过程为：
1)当目标发电区域当前对应的调控模式为方位调控模式且该目标发电区域太阳能电池板需要进行方位调控时，获取目标检测终端对应的检测方位角，将该检测方位角记为目标发电区域太阳能电池板对应的待转向方位角，利用支撑杆调控识别算法得出各发电子区域方位调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型；
具体地，所述支撑杆调控识别算法具体执行过程包括以下步骤：
第一步、将目标发电区域太阳能电池板对应的待转向方位角导入太阳能电池板转向模拟模型，从中提取出各发电子区域太阳能电池板与水平方向的夹角，并标记为αj，j＝1,2,......m；
第二步、获取各发电区域子区域内太阳能电池板对应的长度，并记为x，同时获取各发电子区域内太阳能电池板对应的方位调控类型支撑杆长度和倾斜调控类型支撑杆长度，利用计算公式计算得出各发电子区域中方位调控类型支撑杆对应的调控长度，其中，计算公式具体为
Figure GDA0003905162210000141
Δhj表示第j个发电子区域太阳能电池板中方位调控类型支撑杆对应的调控长度，kj表示第j个发电子区域太阳能电池板中方位调控类型支撑杆当前对应的长度，lj表示为第j个发电子区域太阳能电池板中倾斜调控类型支撑杆当前对应的长度。
第三步、根据各发电子区域太阳能电池板中各方位调控类型支撑杆对应的调控长度，若某发电子区域太阳能电池板中各方位调控类型支撑杆对应的调控长度大于零，则判断该发电子区域太阳电池板各方位调控类型支撑杆对应的调控类型记为加长调控，反之则记为降低调控。
2)当目标发电区域当前对应的调控模式为倾角调控模式且该目标发电区域太阳能电池板需要进行倾斜角调控时，获取目标发电区域当前对应的恶劣气象类型和环境信息，进而确认各发电子区域太阳能电池板对应的理想倾斜角和倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型。
具体地，所述确认各发电子区域太阳能电池板对应的理想倾斜角和各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型的具体确认过程为：
步骤1、根据目标发电区域当前对应的恶劣气象类型和环境信息，若目标发电区域当前对应的恶劣气象类型为刮风类型，获取目标发电子区域当前对应的刮风风向，根据目标发电子区域对应的刮风风向和各发电子区域内太阳能电池板对应方位角，获取各发电子区域太阳能电池板与风向之间的夹角，并记为风力夹角，将各发电子区域对应的风力夹角与预设的各标准太阳能电池板倾斜角对应的许可风力夹角进行对比，筛选出各发电子区域内太阳电池板对应的标准倾斜角，并作为各发电子区域太阳能电池板对应的理想倾斜角，记为θj，利用计算公式计算得出刮风类型下各发电子区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度，其计算公式具体为
Figure GDA0003905162210000161
Δyj表示为第j个发电子区域内倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度值，并按照太阳电池板各方位调控类型支撑杆调控类型的确认方式得到各倾斜调控类型支撑杆对应的调控类型；
步骤2、若目标发电区域当前对应的恶劣气象类型为降雨类型，将目标发电区域内对应的降雨强度与预设的各标准太阳能电池板倾斜度对应的容纳降雨强度进行对比，筛选得到各发电子区域内太阳能电池板对应的标准倾斜角，并作为各发电子区域太阳能电池板对应的理想倾斜角，并按照刮风类型下各发电子区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型的分析方式进行分析，得到降雨类型下各发电区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型，同理，当目标发电区域当前对应的恶劣气象类型为降雪类型时，对各发电区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型进行分析，以此得到降雪类型下各发电区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型。
在一个具体实施例中，本发明所述太阳能电池板方位角调控和倾斜角调控的具体调控过程为：当太阳能电池板需要进行方位角调控时，保持各发电子区域内各倾斜调控支撑杆不动，启动方位调控支撑杆按照需求的调控长度进行调控，由于本发明适用场景为屋顶，具有很大的空间局限性，在进行方位调控时，根据各方位角的光照强度对调控方位进行了筛选，进而降低了方位角的调控范围，因此，发明中各方位角的调控范围是以太阳升起方向和太阳降落方向为两个终端调控方向进行调控，同理，在对太阳能电池板的倾斜角进行调控时，将各方位调控型撑杆保持不动，控制倾斜调控类型支撑杆按照其需求的调控长度进行调控，这种调控方式，最大程度化的减少了风、雨、雪等与太阳能电池板表面的接触面积，进而实现了电池板在恶劣天气的有效维护，同时减少了太阳能电池板的积雪量或者积雨量以及风力对太阳能电池板的损坏程度。
本发明实施例通过根据目标发电区域当前对应的气象，进行调控模式选取，基于不同选取的调控模式进行对应信息采集和调控分析，实现了对太阳能电池板方位角和倾斜角的动态调控，有效的解决了当前对太阳能发电过程调控具有一定的局限性的问题，打破了当前太阳能电池板固定方位带来的弊端，实现了对太阳光的实时跟随，进而最大程度上的提高了太阳能电池板的受光面积和受光强度，大大的提高了太阳能电池板对太阳能的利用率，同时也有效的达成了太阳能电池板对应的最佳发电量。
请参阅图3所示，调控执行模块，用于基于目标发电区域当前对应的调控模式，并启动对应的调控终端进行对应调控；
具体地，所述调控所述调控终端包括第一伸缩杆1和第二伸缩杆2，其中第一伸缩杆1为方位调控类型支撑杆，用于对各发电子区域内太阳能电池板对应的方位角进行调控，第二伸缩杆2为倾斜调控类型支撑杆，用于对各发电子区域内太阳能对应的倾斜角度进行调控。
示例性地，当目标发电区域当前对应的调控模式为方位调控模式时，获取各发电子区域对应的编号，控制各发电子区域中各第一伸缩杆1按照对应的调控长度和调控类型进行调控；当目标发电区域当前对应的调控模式为倾角调控模式时，控制各发电子区域中各第二伸缩杆2按照对应的调控长度和调控类型进行调控。
本发明实施例通过用于基于目标区域当前对应的调控模式，并启动对应的调控终端进行对应调控，实现了太阳能电池板的智能调控，同时通过设计智能调控终端，有效的提高了太阳能电池板调控的便利性和精准性，大幅度提高了太阳能发电过程调控的自动化水平。
以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统，其特征在于，该系统包括：
光伏发电基础布设信息获取模块，用于获取目标发电区域内各布设太阳能电池板对应的布设位置，基于各布设太阳能电池 板对应的布设位置，将目标发电区域划分为各发电子区域，获取各发电子区域对应的基础布设信息，将各发电子区域按照预设顺序进行编号，依次标记为1,2，...j,...m；
光照检测终端布设模块，用于基于太阳对应的行进轨迹，获取太阳在各行进时刻对应的方位角，并作为检测方位角，将各检测方位角位置进行光照检测终端布设，并将各检测方位角依次编号为1,2，...i,...n；
调控模式确认模块，用于调取目标发电区域当前对应的气象信息，基于目标发电区域当前对应的气象信息，进行调控模式确认，若目标发电区域当前气象为正常气象时，则确认目标发电区域当前调控模式为方位调控模式，启动光照信息采集与分析模块，若目标发电区域当前气象为恶劣气象时，则确认目标发电区域当前调控模式为倾角调控模式，启动环境信息采集与分析模块；
光照信息采集与分析模块，用于通过布设的各光照检测终端对目标发电区域内对应的光照强度进行实时采集，并基于目标发电区域各光照检测终端实时采集的光照强度，进行方位调控需求分析；
环境信息采集与分析模块，用于从目标发电区域当前对应的气象信息中提取目标发电区域当前对应的恶劣气象类型，基于目标发电区域当前对应的恶劣气象类型对目标发电区域对应的环境信息进行采集，并基于采集的环境信息进行倾斜角调控需求分析；
调控分析模块,用于当目标发电区域需要进行调控时，基于目标发电区域当前对应的调控模式，对目标发电区域当前对应的调控措施进行分析；
调控执行模块，用于基于目标发电区域当前对应的调控模式，并启动对应的调控终端进行对应调控；
所述基于目标发电区域当前对应的调控模式，对目标发电区域当前对应的调控措施进行分析的具体分析过程为：
当目标发电区域当前对应的调控模式为方位调控模式且该目标发电区域太阳能电池板需要进行方位调控时，获取目标检测终端对应的检测方位角，将该检测方位角记为目标发电区域太阳能电池板对应的待转向方位角，利用支撑杆调控识别算法得出各发电子区域方位调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型；
当目标发电区域当前对应的调控模式为倾角调控模式且该目标发电区域太阳能电池板需要进行倾斜角调控时，获取目标发电区域当前对应的恶劣气象类型和环境信息，进而确认各发电子区域太阳能电池板对应的理想倾斜角和倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型；
所述支撑杆调控识别算法具体执行过程包括以下步骤：
第一步、将目标发电区域太阳能电池板对应的待转向方位角导入太阳能电池板转向模拟模型，从中提取出各发电子区域太阳能电池板与水平方向的夹角，并标记为αj，j＝1,2,......m；
第二步、获取各发电区域子区域内太阳能电池板对应的长度，并记为x，同时获取各发电子区域内太阳能电池板对应的方位调控类型支撑杆长度和倾斜调控类型支撑杆长度，利用计算公式计算得出各发电子区域中方位调控类型支撑杆对应的调控长度，其中，计算公式具体为
Figure FDA0003964665270000031
Δhj表示第j个发电子区域太阳能电池板中方位调控类型支撑杆对应的调控长度，kj表示第j个发电子区域太阳能电池板中方位调控类型支撑杆当前对应的长度，lj表示为第j个发电子区域太阳能电池板中倾斜调控类型支撑杆当前对应的长度；
第三步、根据各发电子区域太阳能电池板中各方位调控类型支撑杆对应的调控长度，若某发电子区域太阳能电池板中各方位调控类型支撑杆对应的调控长度大于零，则判断该发电子区域太阳电池板各方位调控类型支撑杆对应的调控类型记为加长调控，反之则记为降低调控；
所述确认各发电子区域太阳能电池板对应的理想倾斜角和各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型的具体确认过程为：
根据目标发电区域当前对应的恶劣气象类型和环境信息，若目标发电区域当前对应的恶劣气象类型为刮风类型，获取目标发电子区域当前对应的刮风风向，根据目标发电子区域对应的刮风风向和各发电子区域内太阳能电池板对应方位角，获取各发电子区域太阳能电池板与风向之间的夹角，并记为风力夹角，将各发电子区域对应的风力夹角与预设的各太阳能电池板倾斜角对应的许可风力夹角进行对比，筛选出各发电子区域内太阳电池板对应的太阳能电池板倾斜角，并作为各发电子区域太阳能电池板对应的理想倾斜角，记为θj，利用计算公式计算得出刮风类型下各发电子区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度，其计算公式具体为
Figure FDA0003964665270000041
Δyj表示为第j个发电子区域内倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度值，并按照太阳电池板各方位调控类型支撑杆调控类型的确认方式得到各倾斜调控类型支撑杆对应的调控类型；
若目标发电区域当前对应的恶劣气象类型为降雨类型，将目标发电区域内对应的降雨强度与预设的各太阳能电池板倾斜角对应的容纳降雨强度进行对比，筛选得到各发电子区域内太阳能电池板对应的太阳能电池板倾斜角，并作为各发电子区域太阳能电池板对应的理想倾斜角，并按照刮风类型下各发电子区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型的分析方式进行分析，得到降雨类型下各发电区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型，同理，当目标发电区域当前对应的恶劣气象类型为降雪类型时，对各发电区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型进行分析，以此得到降雪类型下各发电区域内各倾斜调控类型支撑杆对应的调控长度和调控类型。
2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统，其特征在于：所述各发电子区域对应的基础布设信息具体为太阳能电池板当前对应的布设方位角、太阳能电池板当前对应的布设倾斜角、太阳能电池板安置区域对应的尺寸信息和太阳能电池板对应的支撑杆信息，其中，太阳能电池板对应的支撑杆信息包括支撑杆对应的类型和各类型支撑杆当前对应的长度，太阳能电池板安置区域对应的尺寸信息为太阳能电池板安置区域对应的长度。
3.根据权利要求2所述的一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统，其特征在于：所述支撑杆对应的类型包括方位调控类型和倾斜调控类型，方位调控类型支撑杆为与太阳能电池板放置区域连接的短支撑杆，倾斜调控类型支撑杆为与太阳能电池板放置区域连接的长支撑杆。
4.根据权利要求1所述的一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统，其特征在于：所述光照检测终端具体为光照强度检测仪，用于对各检测方位角位置对应的光照强度进行检测。
5.根据权利要求1所述的一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统，其特征在于：所述基于目标发电区域各光照检测终端实时采集的光照强度，进行方位调控需求分析的具体分析过程为：
提取各光照检测终端当前采集的光照强度值，将各光照检测终端按照预设顺序依次编号为1′,2′,...i′,...n′，其中光照检测终端编号与检测方位角编号为对应关系；
将各光照检测终端检测的光照强度值按照从大到小的顺序进行排序，提取排名第一位的光照检测终端，将该光照检测终端记为目标检测终端；
将目标检测终端检测的光照强度值与预设的太阳能电池板对应的标准工作光照强度值进行对比，若目标检测终端检测的光照强度值大于或者等于预设的太阳能电池板对应的标准工作光照强度值，则判断该目标发电区域太阳能电池板需要进行方位调控，反之则判断该目标发电区域内太阳能电池板无需进行方位调控。
6.根据权利要求1所述的一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统，其特征在于：所述基于目标发电区域当前对应的恶劣气象类型对目标发电区域对应的环境信息进行采集，并基于采集的环境信息进行倾斜角调控需求分析具体包括：当目标发电区域对应的恶劣气象类型为刮风类型、降雨类型或者降雪类型时，对目标发电区域内对应的环境信息进行采集，并对各发电子区域太阳能电池板倾斜角的调控需求进行判断,其中，刮风类型对应的环境下信息为刮风风向，降雨类型对应的环境信息为降雨强度，将雪类型对应的环境信息为降雪强度。
7.根据权利要求1所述的一种基于物联网的光伏发电智能调控管理系统，其特征在于：所述调控终端包括第一伸缩杆(1)和第二伸缩杆(2)，其中第一伸缩杆(1)为方位调控类型支撑杆，用于对各发电子区域内太阳能电池板对应的方位角进行调控，第二伸缩杆(2)为倾斜调控类型支撑杆，用于对各发电子区域内太阳能对应的倾斜角度进行调控。
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