CN116647183A - 光伏阵列发电性能确定方法、装置和光伏系统 - Google Patents

光伏阵列发电性能确定方法、装置和光伏系统 Download PDF

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CN116647183A CN202310568028.4A CN202310568028A CN116647183A CN 116647183 A CN116647183 A CN 116647183A CN 202310568028 A CN202310568028 A CN 202310568028A CN 116647183 A CN116647183 A CN 116647183A
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Abstract

本申请公开了一种光伏阵列发电性能确定方法、装置和光伏系统，属于光伏系统领域。所述方法包括：基于光伏阵列的排布参数和光伏阵列所处区域的太阳光照情况，获取光伏阵列在自然年中至少一个光伏组串均无阴影遮挡情况下的多个第一时刻；对目标时间段内的光伏阵列进行IV扫描处理，获取各光伏组串对应的第一性能参数；目标时间段为基于多个第一时刻确定的，且目标时间段内区域的天气情况为天气晴朗；基于第一性能参数、排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定光伏阵列在目标自然年内的目标发电量。本申请的光伏阵列发电性能确定方法，显著提高了光伏发电能力测算的准确性和精确性，且操作简单，普适性强。

Description

光伏阵列发电性能确定方法、装置和光伏系统
技术领域
本申请属于光伏系统领域，尤其涉及一种光伏阵列发电性能确定方法、装置和光伏系统。
背景技术
在光伏电站中，光伏组件是基础的发电单元。光伏组件的规格参数、健康程度以及连接方式等将直接影响其发电效率，进而影响到整个电站的发电能力。相关技术中，在采用光伏发电仿真工具(如PVsyst)进行发电能力测算时，默认同一个阵列的每一串光伏组件都具有相同的发电性能。然而受到阴影遮挡、污染物以及光伏组件自身衰减的影响，同一阵列中的各个光伏组串的发电性能参差不齐，该常规处理方式无法精确地评估光伏阵列的发电能力。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种光伏阵列发电性能确定方法、装置和光伏系统，显著提高了光伏发电能力测算的准确性和精确性。
第一方面，本申请提供了一种光伏阵列发电性能确定方法，所述光伏阵列包括至少一个光伏组串；该方法包括：
基于所述光伏阵列的排布参数和光伏阵列所处区域的太阳光照情况，获取所述光伏阵列在自然年中所述至少一个光伏组串均无阴影遮挡情况下的多个第一时刻；
对目标时间段内的所述光伏阵列进行IV扫描处理，获取各所述光伏组串对应的第一性能参数；所述目标时间段为基于所述多个第一时刻确定的，且所述目标时间段内所述区域的天气情况为天气晴朗；
基于所述第一性能参数、所述排布参数和所述区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定所述光伏阵列在所述目标自然年内的目标发电量。
根据本申请的光伏阵列发电性能确定方法，通过对天气晴好无云且不受阴影遮挡的时间段内的光伏组串进行IV诊断，并基于诊断结果、光伏组串在目标自然年各时刻的排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况预测光伏阵列在目标自然年内的发电量，显著提高了光伏发电能力测算的准确性和精确性，且操作简单，普适性强。
根据本申请的一个实施例，所述对目标时间段内的所述光伏阵列进行IV扫描处理，获取各所述光伏组串对应的第一性能参数，包括：
对所述目标时间段内的所述光伏阵列进行IV扫描，获取各所述光伏组串对应的第二性能参数；
基于标准测试参数对所述第二性能参数进行标准测试条件下的转换，获取所述第一性能参数。
根据本申请的一个实施例，所述对所述目标时间段内的所述光伏阵列进行IV扫描，获取各所述光伏组串对应的第二性能参数，包括：
在IV扫描结果正常的情况下，将扫描结果确定为所述第二性能参数；
在IV扫描结果异常的情况下，基于所述扫描结果修正所述光伏阵列在所述目标时间段内的排布参数；
基于修正后的排布参数和所述太阳光照情况，更新多个第一时刻。
根据本申请的一个实施例，所述基于所述第一性能参数、所述排布参数和所述区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定所述光伏阵列在所述目标自然年内的目标发电量，包括：
将所述第一性能参数、所述区域在目标自然年内的太阳光照情况和所述排布参数输入至光伏仿真模型，获取所述光伏仿真模型输出的各所述光伏组串在所述目标自然年内各时刻对应的理想发电量；
基于所述排布参数和所述区域在目标自然年内的太阳光照情况修正所述各时刻对应的理想发电量，确定所述目标发电量。
根据本申请的一个实施例，所述基于所述排布参数和所述区域在目标自然年内的太阳光照情况修正所述各时刻对应的理想发电量，确定所述目标发电量，包括：
基于所述排布参数和所述区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定所述光伏阵列在所述目标自然年内各时刻的阴影遮挡损耗系数；
基于所述阴影遮挡损耗系数修正各所述光伏组串在各时刻对应的理想发电量，获取各所述光伏组串在各时刻对应的预测发电量；
累加各所述光伏组串在各时刻对应的预测发电量，确定所述目标发电量。
根据本申请的一个实施例，所述基于所述阴影遮挡损耗系数修正各所述光伏组串在各时刻对应的理想发电量，获取各所述光伏组串在各时刻对应的预测发电量，包括：
基于如下公式确定所述预测发电量：
P’i＝Pi*(1-η’i)
其中，P’i为所述光伏组串在i时刻的预测发电量；Pi为所述光伏组串在i时刻的理想发电量；η’i为所述光伏组串在i时刻的阴影遮挡损耗系数。
根据本申请的一个实施例，所述基于所述光伏阵列的排布参数和光伏阵列所处区域的太阳光照情况，获取所述光伏阵列在自然年中所述至少一个光伏组串均无阴影遮挡情况下的多个第一时刻，包括：
基于所述排布参数和所述太阳光照情况，确定所述光伏组串在所述自然年内各时刻的阴影遮挡损耗系数；
将全部所述光伏组串对应的阴影遮挡损耗系数均为零的时刻中的至少部分时刻确定为所述多个第一时刻。
根据本申请的一个实施例，所述基于所述排布参数和所述太阳光照情况，确定所述光伏组串在所述自然年内各时刻的阴影遮挡损耗系数，包括：
基于所述排布参数和所述太阳光照情况，确定所述光伏组串在各时刻下的阴影遮挡情况；
基于所述阴影遮挡情况和所述光伏组串所包括的总电池串数量，确定所述阴影遮挡损耗系数
第二方面，本申请提供了一种光伏阵列发电性能确定装置，所述光伏阵列包括至少一个光伏组串；该装置包括：
第一处理模块，用于基于所述光伏阵列的排布参数和光伏阵列所处区域的太阳光照情况，获取所述光伏阵列在自然年中所述至少一个光伏组串均无阴影遮挡情况下的多个第一时刻；
第二处理模块，用于对目标时间段内的所述光伏阵列进行IV扫描处理，获取各所述光伏组串对应的第一性能参数；所述目标时间段为基于所述多个第一时刻确定的，且所述目标时间段内所述区域的天气情况为天气晴朗；
第三处理模块，用于基于所述第一性能参数、所述排布参数和所述区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定所述光伏阵列在所述目标自然年内的目标发电量。
根据本申请的光伏阵列发电性能确定装置，通过对天气晴好无云且不受阴影遮挡的时间段内的光伏组串进行IV诊断，并基于诊断结果、光伏组串在目标自然年各时刻的排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况预测光伏阵列在目标自然年内的发电量，显著提高了光伏发电能力测算的准确性和精确性，且操作简单，普适性强。
第三方面，本申请提供了一种光伏系统，包括：
光伏阵列，所述光伏阵列包括至少一个光伏组串；
逆变器，所述逆变器与所述光伏组串电连接；
如第二方面所述的光伏阵列发电性能确定装置，所述光伏阵列发电性能确定装置与所述逆变器电连接。
第四方面，本申请提供了一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的光伏阵列发电性能确定方法。
第五方面，本申请提供了一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面所述的光伏阵列发电性能确定方法。
本申请实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：
通过对天气晴好无云且不受阴影遮挡的时间段内的光伏组串进行IV诊断，并基于诊断结果、光伏组串的排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况预测光伏阵列在目标自然年内的发电量，显著提高了光伏发电能力测算的准确性和精确性，且操作简单，普适性强。
进一步地，通过光伏阵列的排布参数和太阳光照情况确定光伏阵列中各光伏组串在一年内各时刻下的阴影遮挡损耗系数，并基于阴影遮挡损耗系数将一年内光伏阵列中所有光伏组串均无阴影遮挡的时刻确定为第一时刻，计算准确度和精确度较高，且操作简单便捷。
更进一步地，通过IV扫描结果进一步修正自然年中多个光伏组串均无阴影遮挡情况下的第一时刻以较好地保证最终所获取的目标时间段内的全部光伏组串均不受阴影遮挡，降低误差，从而提高计算结果的准确度。
再进一步地，通过引入阴影遮挡损耗系数以对标准发电量进行修正得到各光伏组串在各时刻的预测发电量，通过对阴影遮挡情况进行定量处理，能够提高修正结果的精度，从而进一步提高最终所获取的目标发电量的精确度和准确度。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定方法的流程示意图之一；
图2是本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定方法的流程示意图之二；
图3是本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定装置的结构示意图；
图4是本申请实施例提供的光伏系统的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定方法、光伏阵列发电性能确定装置、电子设备和可读存储介质进行详细地说明。
其中，光伏阵列发电性能确定方法可应用于终端，具体可由，终端中的硬件或软件执行。
该终端包括但不限于具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的移动电话或平板电脑等便携式通信设备。还应当理解的是，在某些实施例中，该终端可以不是便携式通信设备，而是具有触摸敏感表面(例如，触摸屏显示器和/或触摸板)的台式计算机。
以下各个实施例中，描述了包括显示器和触摸敏感表面的终端。然而，应当理解的是，终端可以包括诸如物理键盘、鼠标和控制杆的一个或多个其它物理用户接口设备。
本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定方法，该光伏阵列发电性能确定方法的执行主体可以为电子设备或者电子设备中能够实现该光伏阵列发电性能确定方法的功能模块或功能实体，本申请实施例提及的电子设备包括但不限于手机、平板电脑、电脑、相机和可穿戴设备等，下面以电子设备作为执行主体为例对本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定方法进行说明。
该光伏阵列发电性能确定方法应用于光伏阵列，光伏阵列包括一个或多个光伏组串。
如图1所示，该光伏阵列发电性能确定方法包括：步骤110、步骤120和步骤130。
步骤110、基于光伏阵列的排布参数和光伏阵列所处区域的太阳光照情况，获取光伏阵列在自然年中多个光伏组串均无阴影遮挡情况下的多个第一时刻；
在该步骤中，太阳光照情况可以包括：一年中各时刻太阳的高度角以及方位角等。
光伏阵列的排布参数可以包括：光伏组串的倾角、光伏组串的方位角、光伏组串的长度、光伏组串的宽度、前后排光伏组串间距、左右列光伏组串间距、光伏组串的下沿离地高度以及光伏组串中光伏组件边框尺寸等。
可以理解的是，太阳光照情况的变化以及光伏阵列的排布参数的改变，均可能影响光伏组串所接收到的太阳辐照的强度，在本申请中，综合考虑光伏阵列的排布参数和光伏阵列所处区域的太阳光照情况，以确定一年中光伏阵列中全部光伏组串均不受阴影遮挡的时刻，并将该时刻确定为第一时刻。
在一些实施例中，步骤110可以包括：
基于排布参数和太阳光照情况，确定光伏组串在自然年内各时刻的阴影遮挡损耗系数；
将全部光伏组串对应的阴影遮挡损耗系数均为零的时刻中的至少部分时刻确定为多个第一时刻。
在该实施例中，阴影遮挡损耗系数用于表征光伏组串在任意时刻受阴影遮挡的程度。
光伏组串在一个自然年内每一个时刻均对应有阴影遮挡损耗系数；不同时刻对应的阴影遮挡损耗系数可能相同，也可能不相同。
在一些实施例中，基于排布参数和太阳光照情况，确定光伏组串在自然年内各时刻的阴影遮挡损耗系数，可以包括：
基于排布参数和太阳光照情况，确定光伏组串在各时刻下的阴影遮挡情况；
基于阴影遮挡情况和光伏组串所包括的总电池串数量，确定阴影遮挡损耗系数。
在该实施例中，阴影遮挡情况用于表征光伏阵列中的每一个光伏组串在一年内每一个时刻下的受遮挡的电池串数量。
在实际执行过程中，可以基于排布参数和太阳光照情况对光伏阵列中每一个光伏组串进行阴影遮挡分析，得到阴影遮挡情况；然后基于该光伏组串在一年内同一个时刻下的阴影遮挡情况与该光伏组串所包括的总电池串数量，确定该光伏组串在该时刻下的阴影遮挡损耗系数。
例如，可以基于如下公式确定任一光伏组串在各时刻对应的阴影遮挡损耗系数：
其中，ηi为i时刻对应的阴影遮挡损耗系数。
可以理解的是，ηi的取值范围为[0,1]，且ηi的数值越小，表明光伏组串在i时刻受阴影遮挡的面积越小。
基于类似的算法，可以计算出各个光伏组串在各个时刻下的阴影遮挡损耗系数。
在得到一个自然年中各个光伏组串各个时刻下的阴影遮挡损耗系数后，确定一个自然年中所有光伏组串均不受阴影遮挡的时刻，即ηi＝0的时刻，并将该时刻确定为第一时刻。
根据本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定方法，通过光伏阵列的排布参数和太阳光照情况确定光伏阵列中各光伏组串在一年内各时刻下的阴影遮挡损耗系数，并基于阴影遮挡损耗系数将一年内光伏阵列中所有光伏组串均无阴影遮挡的时刻确定为第一时刻，计算准确度和精确度较高，且操作简单便捷。
步骤120、对目标时间段内的光伏阵列进行IV扫描处理，获取各光伏组串对应的第一性能参数；目标时间段为基于多个第一时刻确定的，且目标时间段内区域的天气情况为天气晴朗；
在该步骤中，IV扫描可以识别多达17种组串缺陷，包括阴影遮挡、老化、失配以及倾角差异等。IV扫描可以直接输出光伏组串的电性能参数，这些参数可以代入光伏仿真工具，用于发电能力测算。
可以理解的是，IV扫描结果正常，则输出扫描得到的光伏组串的性能参数。
IV扫描结果异常，一方面，会输出报警信息，以输出故障或缺陷类型；另一方面，也会输出在当前故障或缺陷状态下，光伏组串的性能参数。
天气情况可以包括：天气晴朗、多云、阴天以及雨雪天气等。
其中，天气晴朗即天气晴好无云。
目标时间段为光伏阵列中全部光伏组串均不受阴影遮挡且光伏阵列所处区域的天气晴好无云的时间段。
在实际执行过程中，可基于步骤110所获取的多个第一时刻以及天气预报信息，确定目标时间段。
可以理解的是，目标时间段可以为一个或多个时间段。
第一性能参数包括但不限于：光伏组串的电流、电压以及功率等参数，扫描时的辐照以及环境温度，以及最大功率点电压Vmpp、最大功率点电流Impp、开路电压Voc和短路电流Isc，计算执行IV扫描的目标时间段内的平均辐照和平均环境温度/>等。
在实际执行过程中，可在逆变器内置IV扫描功能，以对接入的光伏组串执行IV扫描，并采集相关数据；如基于步骤110所确定的第一时刻以及天气预报信息，选择天气晴好无云且不受阴影遮挡的时间段，通过逆变器对光伏阵列中的所有光伏组串同时进行IV扫描，每隔目标时间段采集一次光伏组串的电流、电压以及功率等参数，以获取第一性能参数。
其中，目标时间段可以为1秒或2秒等，本申请不作限定。
在该步骤中，通过在无阴影遮挡时段进行IV扫描，可以避免阴影遮挡对测量组串电性能参数的干扰，提高扫描精度。
在一些实施例中，目标时间段的持续时长应大于目标阈值，以确保可以顺利执行IV扫描。
如可以将目标阈值设置为15min或20min等，本申请不作限定。
在一些实施例中，对于所获取的第一性能参数，可以将其保存至本地数据库或上传至云端数据库，在后续需要时调取即可。
在一些实施例中，步骤120可以包括：
对目标时间段内的光伏阵列进行IV扫描，获取各光伏组串对应的第二性能参数；
基于标准测试参数对第二性能参数进行标准测试条件下的转换，获取第一性能参数。
在该实施例中，第二性能参数为执行IV扫描结果分析算法所获取的参数。
第二性能参数可以包括：最大功率点电压Vmpp、最大功率点电流Impp、开路电压Voc和短路电流Isc；计算执行IV扫描的目标时间段内的平均辐照和平均环境温度/>等。
标准测试参数为标准测试条件下的转换参数。
标准测试参数可以包括：各光伏组串中的光伏组件的铭牌参数中的短路电流温度系数α、开路电压温度系数β、最大功率温度系数γ，及其铭牌参数对应的标准测试条件下的辐照Gref和温度Tref等。
在一些实施例中，可以通过如下公式，将第二性能参数转化为第一性能参数：
其中，I’sc为第一(转换后)短路电流；Isc为第二(转换前)短路电流；为目标时间段内的平均辐照；Gref为铭牌参数对应的标准测试条件下的辐照；α为铭牌参数中的短路电流温度系数；/>为目标时间段内的平均环境温度；Tref为铭牌参数对应的标准测试条件下的温度。
其中，V’oc为第一(转换后)开路电压；Voc为第二(转换前)开路电压；γ为最大功率温度系数；为目标时间段内的平均环境温度；Tref为铭牌参数对应的标准测试条件下的温度；β为开路电压温度系数；/>为目标时间段内的平均辐照；Gref为铭牌参数对应的标准测试条件下的辐照。
其中，I’mpp为第一(转换后)最大功率点电流；Impp为第二(转换前)最大功率点电流；为目标时间段内的平均辐照；Gref为铭牌参数对应的标准测试条件下的辐照；α为铭牌参数中的短路电流温度系数；/>为目标时间段内的平均环境温度；Tref为铭牌参数对应的标准测试条件下的温度。
其中，V’mpp为第一(转换后)最大功率点电压；Vmpp为第二(转换前)最大功率点电压；γ为最大功率温度系数；为目标时间段内的平均环境温度Tref为铭牌参数对应的标准测试条件下的温度；β为开路电压温度系数；/>为目标时间段内的平均辐照；Gref为铭牌参数对应的标准测试条件下的辐照。
根据本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定方法，通过将执行IV扫描结果分析算法所得到的目标时间段内的光伏阵列对应的第二性能参数折算至标准测试条件以获取标准测试条件下的第一性能参数，具有较高的准确性和精确性；且后续基于该第一性能参数确定理想发电量，能够提高预测得到的理想发电量的准确性。
如图2所示，在一些实施例中，对目标时间段内的光伏阵列进行IV扫描，获取各光伏组串对应的第二性能参数，可以包括：
在IV扫描结果正常的情况下，将扫描结果确定为第二性能参数；
在IV扫描结果异常的情况下，基于扫描结果修正光伏阵列在目标时间段内的排布参数；
基于修正后的排布参数和太阳光照情况，更新多个第一时刻。
在该实施例中，IV扫描结果包括正常和异常。
IV扫描结果为异常，则表征IV扫描检测出光伏组串故障。
当IV扫描结果正常时，则可以直接将执行IV扫描结果分析算法所获取的各光伏组串的性能参数确定为第二性能参数，以基于如上步骤第二性能参数确定第一性能参数。
当IV扫描结果异常时，需人工复核对应故障的光伏组串的排布参数，如在检测出光伏组串的倾角θ’不一致时，可对倾角θ’进行复核，并使用复核后的倾角θ’重新计算阴影遮挡损耗系数η’i；以基于更新后的阴影遮挡损耗系数重新获取第一时刻，并基于新确定的第一时刻重新确定目标时间段。再得到更新后的目标时间段后，即可重新执行步骤120以对更新后的目标时间段下的光伏阵列进行IV扫描处理以获取第一性能参数。
依次循环，直至IV扫描结果正常。
根据本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定方法，通过IV扫描结果进一步修正自然年中多个光伏组串均无阴影遮挡情况下的第一时刻以较好地保证最终所获取的目标时间段内的全部光伏组串均不受阴影遮挡，降低误差，从而提高计算结果的准确度。
步骤130、基于第一性能参数、排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定光伏阵列在目标自然年内的目标发电量。
在该步骤中，目标发电量为一个光伏阵列在目标自然年内的预测发电总量。
其中，目标自然年可以为一年或两年等，本申请不作限定。
目标自然年内的太阳光照情况可以基于天气预报获取。
需要说明的是，第一性能参数为光伏组件在天气晴好无云且不受阴影遮挡的时间段所对应的理想发电性能参数。
在本申请中，可以利用排布参数和太阳光照情况修正第一性能参数，以得到在各排布参数以及太阳光照情况组合下的预测性能参数，并基于修正后的预测性能参数获取该光伏阵列在目标自然年内的目标发电量。
在实际执行过程中，可以基于仿真模型或神经网络进行目标发电量的预测，本申请不作限定。
发明人在研发过程中发现，相关技术中，在使用常见的光伏发电仿真工具(如PVsyst)进行发电能力测算时，默认同一个阵列的每一串光伏组件都具有相同的发电性能；然而在现实中，受到阴影遮挡、污染物以及组件自身衰减的影响，同一阵列中的各个光伏组串的发电性能参差不齐；该情况下，若仍使用常规的处理方式，无法客观反映组串真实发电效率，从而使得评估得到的光伏阵列的发电能力的结果的精确度和准确度较低。
而在本申请中，通过结合IV扫描技术，对天气晴好无云且不受阴影遮挡的时间段内的光伏组串进行IV扫描处理以获取理想发电性能参数，可以避免阴影遮挡对测量组串电性能参数的干扰，便于控制变量，提高扫描精度和准确度；
然后基于各时刻下各光伏组串所对应的不同的排布参数以及太阳光照情况修正理想发电性能参数下的发电量，以获取各光伏组串在各时刻下的预测发电量，能够考虑到同一光伏阵列中不同光伏组串之间的差异性，综合考量各种损耗及参数对于光伏组串发电量的影响，且无需解耦出各个损耗单独的影响，实现了精准的光伏发电能力测算，提高所得到的目标发电量的准确性和精度。
除此之外，本申请无需获取历史数据或对照组串的发电数据，操作简单便捷。
根据本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定方法，通过对天气晴好无云且不受阴影遮挡的时间段内的光伏组串进行IV诊断，并基于诊断结果、光伏组串的排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况预测光伏阵列在目标自然年内的发电量，显著提高了光伏发电能力测算的准确性和精确性，且操作简单，普适性强。
在一些实施例中，步骤130可以包括：
将第一性能参数、区域在目标自然年内的太阳光照情况和排布参数输入至光伏仿真模型，获取光伏仿真模型输出的各光伏组串在目标自然年内各时刻对应的理想发电量；
基于排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况修正各时刻对应的理想发电量，确定目标发电量。
在该实施例中，理想发电量为光伏组串在天气晴好无云且不受阴影遮挡的时刻下的发电量。
继续参考图2，在得到第一性能参数后，可以将折算后的电性能参数(即第一性能参数)V’m ’ pp、I’mpp、V’oc,、I’sc及、排布参数(包括：倾角θ’、方位角、前后排间距以及组件离地高度等)代入光伏仿真模型，并输入其他必须的光伏仿真参数(如对应区域在目标自然年内的太阳光照情况等数据，包括站点气象数据以及地表反照率等；以及逆变器参数和损耗参数，如直流线损以及交流线损等)，获取光伏组串在整个目标自然年内每一时刻的理想发电量Pi；其中，i可以为目标自然年内的任意时刻。
然后使用排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况修正各时刻对应的理想发电量，以得到光伏阵列在目标自然年内的总发电量。
根据本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定方法，通过将IV扫描测得的光伏组串性能参数折算至标准测试条件下后代入光伏仿真模型，结合阴影遮挡损耗系数，可以综合考量各种损耗对于光伏组串发电量的影响，进而精准预估发电量。
在一些实施例中，基于排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况修正各时刻对应的理想发电量，确定目标发电量，可以包括：
基于排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定光伏阵列在目标自然年内各时刻的阴影遮挡损耗系数；
基于阴影遮挡损耗系数修正各光伏组串在各时刻对应的理想发电量，获取各光伏组串在各时刻对应的预测发电量；
累加各光伏组串在各时刻对应的预测发电量，确定目标发电量。
在该实施例中，阴影遮挡损耗系数用于表征光伏组串在任意时刻受阴影遮挡的程度。
在实际执行过程中，可以引入阴影遮挡损耗系数以对阴影遮挡情况进行定量处理，以提高计算精度。
阴影遮挡损耗系数的确定方式已在上文实施例中进行说明，在此不作赘述。
在得到阴影遮挡损耗系数后，即可使用阴影遮挡损耗系数修正理想发电量，获取光伏组串在目标自然年内每一时刻的预测发电量。
累加小时发电量，可获得该光伏组串的全年发电量；在获取各个光伏组串的全年发电量后，进行累加，即可得到整个光伏阵列的全年发电量，即目标发电量。
在一些实施例中，基于阴影遮挡损耗系数修正各光伏组串在各时刻对应的理想发电量，获取各光伏组串在各时刻对应的预测发电量，可以包括：
基于如下公式确定预测发电量：
P’i＝Pi*(1-η’i)
其中，P’i为光伏组串在i时刻的预测发电量；Pi为光伏组串在i时刻的理想发电量；η’i为光伏组串在i时刻的阴影遮挡损耗系数。
基于上述公式，可以获取任意光伏组串在任意时刻下的预测发电量，然后累加光伏组串在目标自然年内的每一时刻的预测发电量，获取该光伏组串全年预测发电量Pyear＝∑P’i；然后累加光伏阵列所包括的全部光伏组串对应的全年预测发电量，即可获取光伏阵列在目标自然年的全年目标发电量。
根据本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定方法，通过引入阴影遮挡损耗系数以对标准发电量进行修正得到各光伏组串在各时刻的预测发电量，通过对阴影遮挡情况进行定量处理，能够提高修正结果的精度，从而进一步提高最终所获取的目标发电量的精确度和准确度。
本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定方法，执行主体可以为光伏阵列发电性能确定装置。本申请实施例中以光伏阵列发电性能确定装置执行光伏阵列发电性能确定方法为例，说明本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定装置。
本申请实施例还提供一种光伏阵列发电性能确定装置。
其中，光伏阵列包括多个光伏组串。
如图3所示，该光伏阵列发电性能确定装置包括：第一处理模块310、第二处理模块320和第三处理模块330。
第一处理模块310，用于基于光伏阵列的排布参数和光伏阵列所处区域的太阳光照情况，获取光伏阵列在自然年中多个光伏组串均无阴影遮挡情况下的多个第一时刻；
第二处理模块320，用于对目标时间段内的光伏阵列进行IV扫描处理，获取各光伏组串对应的第一性能参数；目标时间段为基于多个第一时刻确定的，且目标时间段内区域的天气情况为天气晴朗；
第三处理模块330，用于基于第一性能参数、排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定光伏阵列在目标自然年内的目标发电量。
根据本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定装置，通过对天气晴好无云且不受阴影遮挡的时间段内的光伏组串进行IV诊断，并基于诊断结果、光伏组串的排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况预测光伏阵列在目标自然年内的发电量，显著提高了光伏发电能力测算的准确性和精确性，且操作简单，普适性强。
在一些实施例中，第二处理模块320，还可以用于：
对目标时间段内的光伏阵列进行IV扫描，获取各光伏组串对应的第二性能参数；
基于标准测试参数对第二性能参数进行标准测试条件下的转换，获取第一性能参数。
在一些实施例中，第二处理模块320，还可以用于：
在IV扫描结果正常的情况下，将扫描结果确定为第二性能参数；
在IV扫描结果异常的情况下，基于扫描结果修正光伏阵列在目标时间段内的排布参数；
基于修正后的排布参数和太阳光照情况，更新多个第一时刻。
在一些实施例中，第三处理模块330，还可以用于：
将第一性能参数、区域在目标自然年内的太阳光照情况和排布参数输入至光伏仿真模型，获取光伏仿真模型输出的各光伏组串在目标自然年内各时刻对应的理想发电量；
基于排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况修正各时刻对应的理想发电量，确定目标发电量。
在一些实施例中，第三处理模块330，还可以用于：
基于排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定光伏阵列在目标自然年内各时刻的阴影遮挡损耗系数；
基于阴影遮挡损耗系数修正各光伏组串在各时刻对应的理想发电量，获取各光伏组串在各时刻对应的预测发电量；
累加各光伏组串在各时刻对应的预测发电量，确定目标发电量。
在一些实施例中，第三处理模块330，还可以用于：
基于如下公式确定预测发电量：
P’i＝Pi*(1-η’i)
其中，P’i为光伏组串在i时刻的预测发电量；Pi为光伏组串在i时刻的理想发电量；η’i为光伏组串在i时刻的阴影遮挡损耗系数。
在一些实施例中，第一处理模块310，还可以用于：
基于排布参数和太阳光照情况，确定光伏组串在自然年内各时刻的阴影遮挡损耗系数；
将全部光伏组串对应的阴影遮挡损耗系数均为零的时刻中的至少部分时刻确定为多个第一时刻。
在一些实施例中，第一处理模块310，还可以用于：
基于排布参数和太阳光照情况，确定光伏组串在各时刻下的阴影遮挡情况；
基于阴影遮挡情况和光伏组串所包括的总电池串数量，确定阴影遮挡损耗系数。
本申请实施例中的光伏阵列发电性能确定装置可以是电子设备，也可以是电子设备中的部件，例如集成电路或芯片。该电子设备可以是终端，也可以为除终端之外的其他设备，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例中的光伏阵列发电性能确定装置可以为具有操作系统的装置。该操作系统可以为安卓(Android)操作系统，可以为IOS操作系统，还可以为其他可能的操作系统，本申请实施例不作具体限定。
本申请实施例提供的光伏阵列发电性能确定装置能够实现图1至图2的方法实施例实现的各个过程，为避免重复，这里不再赘述。
本申请实施例还提供一种光伏系统。
如图4所示，光伏系统包括：光伏阵列、逆变器和如上任意实施例所述的光伏阵列发电性能确定装置。
在该实施例中，光伏阵列包括多个光伏组串。
各光伏组串分别与逆变器电连接。
其中，电连接可以包括直接连接和间接连接。
电连接可以表现为有线电连接和无线通信连接，本申请不作限定。
在一些实施例中，逆变器可以包括：组串式逆变器和集中式逆变器。
在该实施例中，组串式逆变器与各光伏组串直接连接，由逆变器直接扫描。
集中式逆变器通过汇流箱与各光伏组串连接，由逆变器控制汇流箱扫描。
光伏阵列发电性能确定装置与逆变器电连接，用于执行如上任意实施例所述的光伏阵列发电性能确定方法。
在一些实施例中，可在逆变器内置IV扫描功能，以对接入的光伏组串执行IV扫描，并采集相关数据。
继续参考图4，在一些实施例中，光伏阵列发电性能确定装置可以表现为云端部署模块。
在该实施例中，可以在云端部署模块内部署云平台、光伏仿真模型以及数据库等，其中云平台与逆变器通信连接。
云平台用于控制逆变器启动IV扫描功能，并将逆变器采集的IV扫描数据存入数据库。
光伏仿真模型内置阴影遮挡算法，用于计算阴影遮挡损耗系数。
光伏仿真模型可以从数据库获取相关数据，并在数据库中存储仿真结果。
根据本申请实施例提供的光伏系统，通过对天气晴好无云且不受阴影遮挡的时间段内的光伏组串进行IV诊断，并基于诊断结果、光伏组串在目标自然年各时刻的排布参数和区域在目标自然年内的太阳光照情况预测光伏阵列在目标自然年内的发电量，显著提高了光伏发电能力测算的准确性和精确性，且操作简单，普适性强。
本申请实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，该非暂态计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述光伏阵列发电性能确定方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。
本申请实施例还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述光伏阵列发电性能确定方法。
其中，所述处理器为上述实施例中所述的电子设备中的处理器。所述可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器ROM、随机存取存储器RAM、磁碟或者光盘等。
本申请实施例另提供了一种芯片，所述芯片包括处理器和通信接口，所述通信接口和所述处理器耦合，所述处理器用于运行程序或指令，实现上述光伏阵列发电性能确定方法实施例的各个过程，且能达到相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。
应理解，本申请实施例提到的芯片还可以称为系统级芯片、系统芯片、芯片系统或片上系统芯片等。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。此外，需要指出的是，本申请实施方式中的方法和装置的范围不限按示出或讨论的顺序来执行功能，还可包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序来执行功能，例如，可以按不同于所描述的次序来执行所描述的方法，并且还可以添加、省去、或组合各种步骤。另外，参照某些示例所描述的特征可在其他示例中被组合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以计算机软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述的方法。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (12)

1.一种光伏阵列发电性能确定方法，其特征在于，所述光伏阵列包括至少一个光伏组串；所述方法包括：
基于所述光伏阵列的排布参数和光伏阵列所处区域的太阳光照情况，获取所述光伏阵列在自然年中所述至少一个光伏组串均无阴影遮挡情况下的多个第一时刻；
对目标时间段内的所述光伏阵列进行IV扫描处理，获取各所述光伏组串对应的第一性能参数；所述目标时间段为基于所述多个第一时刻确定的，且所述目标时间段内所述区域的天气情况为天气晴朗；
基于所述第一性能参数、所述排布参数和所述区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定所述光伏阵列在所述目标自然年内的目标发电量。
2.根据权利要求1所述的光伏阵列发电性能确定方法，其特征在于，所述对目标时间段内的所述光伏阵列进行IV扫描处理，获取各所述光伏组串对应的第一性能参数，包括：
对所述目标时间段内的所述光伏阵列进行IV扫描，获取各所述光伏组串对应的第二性能参数；
基于标准测试参数对所述第二性能参数进行标准测试条件下的转换，获取所述第一性能参数。
3.根据权利要求2所述的光伏阵列发电性能确定方法，其特征在于，所述对所述目标时间段内的所述光伏阵列进行IV扫描，获取各所述光伏组串对应的第二性能参数，包括：
在IV扫描结果正常的情况下，将扫描结果确定为所述第二性能参数；
在IV扫描结果异常的情况下，基于所述扫描结果修正所述光伏阵列在所述目标时间段内的排布参数；
基于修正后的排布参数和所述太阳光照情况，更新多个第一时刻。
4.根据权利要求1-3任一项所述的光伏阵列发电性能确定方法，其特征在于，所述基于所述第一性能参数、所述排布参数和所述区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定所述光伏阵列在所述目标自然年内的目标发电量，包括：
将所述第一性能参数、所述区域在目标自然年内的太阳光照情况和所述排布参数输入至光伏仿真模型，获取所述光伏仿真模型输出的各所述光伏组串在所述目标自然年内各时刻对应的理想发电量；
基于所述排布参数和所述区域在目标自然年内的太阳光照情况修正所述各时刻对应的理想发电量，确定所述目标发电量。
5.根据权利要求4所述的光伏阵列发电性能确定方法，其特征在于，所述基于所述排布参数和所述区域在目标自然年内的太阳光照情况修正所述各时刻对应的理想发电量，确定所述目标发电量，包括：
基于所述排布参数和所述区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定所述光伏阵列在所述目标自然年内各时刻的阴影遮挡损耗系数；
基于所述阴影遮挡损耗系数修正各所述光伏组串在各时刻对应的理想发电量，获取各所述光伏组串在各时刻对应的预测发电量；
累加各所述光伏组串在各时刻对应的预测发电量，确定所述目标发电量。
6.根据权利要求5所述的光伏阵列发电性能确定方法，其特征在于，所述基于所述阴影遮挡损耗系数修正各所述光伏组串在各时刻对应的理想发电量，获取各所述光伏组串在各时刻对应的预测发电量，包括：
基于如下公式确定所述预测发电量：
P’i＝Pi*(1-η’i)
其中，P’i为所述光伏组串在i时刻的预测发电量；Pi为所述光伏组串在i时刻的理想发电量；η’i为所述光伏组串在i时刻的阴影遮挡损耗系数。
7.根据权利要求1-3任一项所述的光伏阵列发电性能确定方法，其特征在于，所述基于所述光伏阵列的排布参数和光伏阵列所处区域的太阳光照情况，获取所述光伏阵列在自然年中所述至少一个光伏组串均无阴影遮挡情况下的多个第一时刻，包括：
基于所述排布参数和所述太阳光照情况，确定所述光伏组串在所述自然年内各时刻的阴影遮挡损耗系数；
将全部所述光伏组串对应的阴影遮挡损耗系数均为零的时刻中的至少部分时刻确定为所述多个第一时刻。
8.根据权利要求7所述的光伏阵列发电性能确定方法，其特征在于，所述基于所述排布参数和所述太阳光照情况，确定所述光伏组串在所述自然年内各时刻的阴影遮挡损耗系数，包括：
基于所述排布参数和所述太阳光照情况，确定所述光伏组串在各时刻下的阴影遮挡情况；
基于所述阴影遮挡情况和所述光伏组串所包括的总电池串数量，确定所述阴影遮挡损耗系数。
9.一种光伏阵列发电性能确定装置，其特征在于，所述光伏阵列包括至少一个光伏组串；所述装置包括：
第一处理模块，用于基于所述光伏阵列的排布参数和光伏阵列所处区域的太阳光照情况，获取所述光伏阵列在自然年中所述至少一个光伏组串均无阴影遮挡情况下的多个第一时刻；
第二处理模块，用于对目标时间段内的所述光伏阵列进行IV扫描处理，获取各所述光伏组串对应的第一性能参数；所述目标时间段为基于所述多个第一时刻确定的，且所述目标时间段内所述区域的天气情况为天气晴朗；
第三处理模块，用于基于所述第一性能参数、所述排布参数和所述区域在目标自然年内的太阳光照情况，确定所述光伏阵列在所述目标自然年内的目标发电量。
10.一种光伏系统，其特征在于，包括：
光伏阵列，所述光伏阵列包括至少一个光伏组串；
逆变器，所述逆变器与所述光伏组串电连接；
如权利要求9所述的光伏阵列发电性能确定装置，所述光伏阵列发电性能确定装置与所述逆变器电连接。
11.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述的光伏阵列发电性能确定方法。
12.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8任一项所述光伏阵列发电性能确定方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN117591814A (zh) * 2024-01-19 2024-02-23 北京志翔科技股份有限公司 基于光伏包络的数据修复方法、装置及设备

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