CN116841324A - 一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，是为了解决传统固定支架一般会选择一个安装倾角来更好地吸收阳光，此倾角往往选择一年中光照强度最强的角度，通常不能调节或只能按照光照的季节性变化手动调节的问题。本发明包括如下步骤：根据光伏电站的排布信息、设备容量和容配比信息，确定多个初步划分区域；确定每个初步划分区域的预设容量和实际容量，确定光伏电站划分的目标子区域；确定当前晴空指数；获取当前时刻及所述当前时刻之前第一预设时间段内采集的所有云图像；确定每个子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度，并对调整跟踪角度后的光伏跟踪支架继续进行校正，确定光伏跟踪支架的可转动范围；本发明用于光伏光线跟踪。
Description
技术领域
本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法。
背景技术
在光伏跟踪系统中，为提高发电效率，通常将光伏组件固定在光伏跟踪支架上。光伏跟踪支架能够使光伏组件的朝向根据光照情况进行调整，以减少光伏组件与太阳直射光之间的夹角，使光伏组件获得最大辐照量，提高发电效率。
传统固定支架一般会选择一个安装倾角来更好地吸收阳光，此倾角往往选择一年中光照强度最强的角度，通常不能调节或只能按照光照的季节性变化手动调节，较为费时费力。为解决组件吸收光照的问题，业界又推出了跟踪支架。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足之处，本发明的目的在于提供一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，以克服现有技术中的缺陷。
为了实现上述目的，本发明提供了一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：根据光伏电站的排布信息、设备容量和容配比信息，确定多个初步划分区域；
步骤二：确定每个初步划分区域的预设容量和实际容量，基于二者的差值对光伏跟踪支架进行调整，直至每个初步划分区域内二者的差值满足预设条件时，将调整后的若干个子区域确定为光伏电站划分的目标子区域；
步骤三：基于入射到水平面的当前太阳总辐射强度和当前晴空辐射强度，确定当前晴空指数；当所述当前晴空指数小于预设指数值时，获取当前时刻及所述当前时刻之前第一预设时间段内采集的所有云图像；
步骤四：确定每个子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度，并控制各个子区域内的光伏跟踪支架按照对应的最佳跟踪角度进行调整；
步骤五：每隔预设时间间隔，根据光伏跟踪支架的辐照度确定运行精度，并对调整跟踪角度后的光伏跟踪支架继续进行校正，以使光伏跟踪支架转动后的实际角度为最佳跟踪角度；
步骤六：基于光伏跟踪支架的实际角度、转动时间间隔、太阳位置变化速率及光伏组件的辐照度，确定光伏跟踪支架的可转动范围。
作为对本发明所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法的进一步说明，优选地，所述的方法还包括若最佳跟踪角度处于在实际角度的基础上进行转动的可转动范围内，则控制光伏跟踪支架转动至最佳跟踪角度；
若最佳跟踪角度未处于在实际角度的基础上进行转动的可转动范围内，则控制光伏跟踪支架转动至临界角度。
作为对本发明所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法的进一步说明，优选地，所述的确定每个子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度，具体包括以下步骤：当预设时间内的逆变器输出功率数据满足预设满载条件时，获取每个子区域内光伏跟踪支架的初始辐射数据；
在所述目标云图像上确定所述太阳位置；以所述太阳位置为中心点，提取出与所述中心点的距离为预设距离范围内的区域，作为所述太阳辐射强度影响区域；
对初始辐射数据进行平滑处理，得到平滑辐射数据；根据平滑辐射数据得到平滑跟踪角度，作为相应子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度；
每个子区域内包括若干排跟踪支架；对相邻两排的跟踪支架采用异步跟踪方式。
作为对本发明所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法的进一步说明，优选地，所述的获取当前太阳的地理位置，所述地理位置包括：天顶角和方位角；根据所述天顶角和所述方位角，在所述目标云图像上确定所述太阳位置。
作为对本发明所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法的进一步说明，优选地，所述的旋转系统的控制模型包括划分模块、当前晴空指数确定模块、云图像获取模块、确定模块、调整模块和校正模块。
作为对本发明所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法的进一步说明，优选地，所述的划分模块用于根据地理信息数据，将光伏电站划分为若干个子区域。
作为对本发明所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法的进一步说明，优选地，所述的当前晴空指数确定模块用于基于入射到水平面的当前太阳总辐射强度和当前晴空辐射强度，确定当前晴空指数。
作为对本发明所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法的进一步说明，优选地，所述的云图像获取模块用于当所述当前晴空指数小于预设指数值时，获取当前时刻及所述当前时刻之前第一预设时间段内采集的所有云图像。
作为对本发明所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法的进一步说明，优选地，所述的确定模块用于确定每个子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度。
作为对本发明所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法的进一步说明，优选地，所述的调整模块用于控制各个子区域内的光伏跟踪支架按照对应的最佳跟踪角度进行调整；所述的校正模块用于每隔预设时间间隔，根据光伏跟踪支架的辐照度确定运行精度，并对调整跟踪角度后的光伏跟踪支架继续进行校正，以使光伏跟踪支架转动后的实际角度为最佳跟踪角度。
本发明的有益效果：
1、本发明划分光伏电站，确定不同子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度，可提高调整效率及控制精度；对光伏跟踪支架调整跟踪角度的精度进行判定，在调整跟踪角度后再继续进行校正，可进一步确保光伏跟踪支架调整至最佳跟踪角度，同时提高光伏电站的发电效率；
2.本发明以最大发电量对应的旋转角度作为相应子区域的最佳跟踪角度，能够根据实际情况更精准地调整以使光伏组件达到最大发电量，可提高光伏电站的发电效率和发电量最大化；对辐射数据进行平滑处理，可以从源头上解决跟踪角度波动幅度较大的问题，降低数据波动对跟踪支架的影响程度。
3.本发明在确定最佳跟踪角度时考虑了太阳辐射强度影响区域内的云变化趋势，从而有效避免了因天气复杂多变导致光伏跟踪支架不停转动的情况，进而提高了光伏电站发电量，延长了光伏跟踪支架的使用寿命。
附图说明
图1本发明的流程图。
具体实施方式
为了能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附较佳实施例附以附图详细说明如下，本附图所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
参照图1，一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，该方法包括如下步骤：
步骤一：根据光伏电站的排布信息、设备容量和容配比信息，确定多个初步划分区域；
步骤二：确定每个初步划分区域的预设容量和实际容量，基于二者的差值对光伏跟踪支架进行调整，直至每个初步划分区域内二者的差值满足预设条件时，将调整后的若干个子区域确定为光伏电站划分的目标子区域；
步骤三：基于入射到水平面的当前太阳总辐射强度和当前晴空辐射强度，确定当前晴空指数；当所述当前晴空指数小于预设指数值时，获取当前时刻及所述当前时刻之前第一预设时间段内采集的所有云图像；
步骤四：确定每个子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度，并控制各个子区域内的光伏跟踪支架按照对应的最佳跟踪角度进行调整；
步骤五：每隔预设时间间隔，根据光伏跟踪支架的辐照度确定运行精度，并对调整跟踪角度后的光伏跟踪支架继续进行校正，以使光伏跟踪支架转动后的实际角度为最佳跟踪角度；
步骤六：基于光伏跟踪支架的实际角度、转动时间间隔、太阳位置变化速率及光伏组件的辐照度，确定光伏跟踪支架的可转动范围。
所述的方法还包括若最佳跟踪角度处于在实际角度的基础上进行转动的可转动范围内，则控制光伏跟踪支架转动至最佳跟踪角度；
若最佳跟踪角度未处于在实际角度的基础上进行转动的可转动范围内，则控制光伏跟踪支架转动至临界角度。
所述的确定每个子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度，具体包括以下步骤：当预设时间内的逆变器输出功率数据满足预设满载条件时，获取每个子区域内光伏跟踪支架的初始辐射数据；
在所述目标云图像上确定所述太阳位置；以所述太阳位置为中心点，提取出与所述中心点的距离为预设距离范围内的区域，作为所述太阳辐射强度影响区域；
对初始辐射数据进行平滑处理，得到平滑辐射数据；根据平滑辐射数据得到平滑跟踪角度，作为相应子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度；
每个子区域内包括若干排跟踪支架；对相邻两排的跟踪支架采用异步跟踪方式。
所述的获取当前太阳的地理位置，所述地理位置包括：天顶角和方位角；根据所述天顶角和所述方位角，在所述目标云图像上确定所述太阳位置。
所述的旋转系统的控制模型包括划分模块、当前晴空指数确定模块、云图像获取模块、确定模块、调整模块和校正模块。
所述的划分模块用于根据地理信息数据，将光伏电站划分为若干个子区域。
所述的当前晴空指数确定模块用于基于入射到水平面的当前太阳总辐射强度和当前晴空辐射强度，确定当前晴空指数。
所述的云图像获取模块用于当所述当前晴空指数小于预设指数值时，获取当前时刻及所述当前时刻之前第一预设时间段内采集的所有云图像。
所述的确定模块用于确定每个子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度。
所述的调整模块用于控制各个子区域内的光伏跟踪支架按照对应的最佳跟踪角度进行调整；所述的校正模块用于每隔预设时间间隔，根据光伏跟踪支架的辐照度确定运行精度，并对调整跟踪角度后的光伏跟踪支架继续进行校正，以使光伏跟踪支架转动后的实际角度为最佳跟踪角度。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
步骤一：根据光伏电站的排布信息、设备容量和容配比信息，确定多个初步划分区域；
步骤二：确定每个初步划分区域的预设容量和实际容量，基于二者的差值对光伏跟踪支架进行调整，直至每个初步划分区域内二者的差值满足预设条件时，将调整后的若干个子区域确定为光伏电站划分的目标子区域；
步骤三：基于入射到水平面的当前太阳总辐射强度和当前晴空辐射强度，确定当前晴空指数；当所述当前晴空指数小于预设指数值时，获取当前时刻及所述当前时刻之前第一预设时间段内采集的所有云图像；
步骤四：确定每个子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度，并控制各个子区域内的光伏跟踪支架按照对应的最佳跟踪角度进行调整；
步骤五：每隔预设时间间隔，根据光伏跟踪支架的辐照度确定运行精度，并对调整跟踪角度后的光伏跟踪支架继续进行校正，以使光伏跟踪支架转动后的实际角度为最佳跟踪角度；
步骤六：基于光伏跟踪支架的实际角度、转动时间间隔、太阳位置变化速率及光伏组件的辐照度，确定光伏跟踪支架的可转动范围。
2.如权利要求1所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，其特征在于，所述的方法还包括若最佳跟踪角度处于在实际角度的基础上进行转动的可转动范围内，则控制光伏跟踪支架转动至最佳跟踪角度；
若最佳跟踪角度未处于在实际角度的基础上进行转动的可转动范围内，则控制光伏跟踪支架转动至临界角度。
3.如权利要求2所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，其特征在于，所述的确定每个子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度，具体包括以下步骤：当预设时间内的逆变器输出功率数据满足预设满载条件时，获取每个子区域内光伏跟踪支架的初始辐射数据；
在所述目标云图像上确定所述太阳位置；以所述太阳位置为中心点，提取出与所述中心点的距离为预设距离范围内的区域，作为所述太阳辐射强度影响区域；
对初始辐射数据进行平滑处理，得到平滑辐射数据；根据平滑辐射数据得到平滑跟踪角度，作为相应子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度；
每个子区域内包括若干排跟踪支架；对相邻两排的跟踪支架采用异步跟踪方式。
4.如权利要求3所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，其特征在于，所述的获取当前太阳的地理位置，所述地理位置包括：天顶角和方位角；根据所述天顶角和所述方位角，在所述目标云图像上确定所述太阳位置。
5.如权利要求4所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，其特征在于，所述的旋转系统的控制模型包括划分模块、当前晴空指数确定模块、云图像获取模块、确定模块、调整模块和校正模块。
6.如权利要求5所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，其特征在于，所述的划分模块用于根据地理信息数据，将光伏电站划分为若干个子区域。
7.如权利要求6所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，其特征在于，所述的当前晴空指数确定模块用于基于入射到水平面的当前太阳总辐射强度和当前晴空辐射强度，确定当前晴空指数。
8.如权利要求7所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，其特征在于，所述的云图像获取模块用于当所述当前晴空指数小于预设指数值时，获取当前时刻及所述当前时刻之前第一预设时间段内采集的所有云图像。
9.如权利要求8所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，其特征在于，所述的确定模块用于确定每个子区域内光伏跟踪支架的最佳跟踪角度。
10.如权利要求9所述的一种利用旋转系统进行光线跟踪的方法，其特征在于，所述的调整模块用于控制各个子区域内的光伏跟踪支架按照对应的最佳跟踪角度进行调整；所述的校正模块用于每隔预设时间间隔，根据光伏跟踪支架的辐照度确定运行精度，并对调整跟踪角度后的光伏跟踪支架继续进行校正，以使光伏跟踪支架转动后的实际角度为最佳跟踪角度。
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