CN117407939A - 一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统及其使用方法 - Google Patents
一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统及其使用方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117407939A CN117407939A CN202311345369.1A CN202311345369A CN117407939A CN 117407939 A CN117407939 A CN 117407939A CN 202311345369 A CN202311345369 A CN 202311345369A CN 117407939 A CN117407939 A CN 117407939A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- project
- photovoltaic
- module
- management
- digital twin
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000013461 design Methods 0.000 title claims abstract description 42
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 20
- 238000013439 planning Methods 0.000 claims abstract description 62
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims abstract description 22
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 10
- 238000010248 power generation Methods 0.000 claims abstract description 9
- 230000003993 interaction Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000007726 management method Methods 0.000 claims description 58
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 34
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 13
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 11
- 238000012502 risk assessment Methods 0.000 claims description 9
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000007728 cost analysis Methods 0.000 claims description 6
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 claims description 4
- 238000012800 visualization Methods 0.000 claims description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 4
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 7
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 5
- 238000009877 rendering Methods 0.000 description 5
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 238000013210 evaluation model Methods 0.000 description 3
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 3
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- 241000282414 Homo sapiens Species 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000003763 carbonization Methods 0.000 description 1
- 239000004568 cement Substances 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000008439 repair process Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/12—Geometric CAD characterised by design entry means specially adapted for CAD, e.g. graphical user interfaces [GUI] specially adapted for CAD
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/06—Resources, workflows, human or project management; Enterprise or organisation planning; Enterprise or organisation modelling
- G06Q10/063—Operations research, analysis or management
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q10/00—Administration; Management
- G06Q10/10—Office automation; Time management
- G06Q10/103—Workflow collaboration or project management
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q30/00—Commerce
- G06Q30/02—Marketing; Price estimation or determination; Fundraising
- G06Q30/0201—Market modelling; Market analysis; Collecting market data
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06Q—INFORMATION AND COMMUNICATION TECHNOLOGY [ICT] SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES; SYSTEMS OR METHODS SPECIALLY ADAPTED FOR ADMINISTRATIVE, COMMERCIAL, FINANCIAL, MANAGERIAL OR SUPERVISORY PURPOSES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- G06Q50/00—Information and communication technology [ICT] specially adapted for implementation of business processes of specific business sectors, e.g. utilities or tourism
- G06Q50/06—Energy or water supply
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T15/00—3D [Three Dimensional] image rendering
- G06T15/005—General purpose rendering architectures
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T2200/00—Indexing scheme for image data processing or generation, in general
- G06T2200/04—Indexing scheme for image data processing or generation, in general involving 3D image data
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Business, Economics & Management (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Strategic Management (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Human Resources & Organizations (AREA)
- Economics (AREA)
- Entrepreneurship & Innovation (AREA)
- Geometry (AREA)
- Development Economics (AREA)
- General Business, Economics & Management (AREA)
- Marketing (AREA)
- Accounting & Taxation (AREA)
- Tourism & Hospitality (AREA)
- Finance (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Game Theory and Decision Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Operations Research (AREA)
- Quality & Reliability (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Data Mining & Analysis (AREA)
- Human Computer Interaction (AREA)
- Architecture (AREA)
- Educational Administration (AREA)
- Public Health (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Primary Health Care (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
本发明公开了一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统及其使用方法，具体涉及光伏技术领域，包括数字孪生能源规划平台总体，所述数字孪生能源规划平台总体包括：数据层、平台层和交互层。本发明通过光伏系统设计收集地理和气象参数，分析日照小时数与遮挡障碍物遮挡阴影影响，确定光伏阵列排布形式，综合考虑接收到太阳能辐射量的连续性、均匀性和极大性，设计光伏组件安装倾角和方位角，实现装机容量和发电量达到最大最优效果。
Description
技术领域
本发明涉及光伏技术领域，更具体地说，本发明涉及一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统及其使用方法。
背景技术
已知传统化石能源带来很大的环境问题，严重影响人类的健康生活，从而为了应对能源危机和环境污染，实现低碳化发展，世界各国积极推动能源结构转型；其中，随着数字化设计快速发展，新能源企业迫切需要开发对于不规则区域、多安装、多障碍等复杂场景下实现最优化的光伏阵列排布及可视化，从而便于精确投资评估，实现科学投资决策和建设光伏产业；其中，数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期过程；即：如果需要做光伏阵列排布设计系统改动，或者想要知道系统在特殊外部条件下的反应，工程师们可以在孪生体上进行“实验”；如此，既避免了对本体的影响，也可以提高效率、节约成本。
但是现有技术中，光伏阵列的排布优化设计传统主要根据经验或辅助软件完成，现有的优化排布方法考虑的场景较单一，很难使发电系统达到最优的安装容量或最大发电量；无法处理不规则的、多安装区域的、多障碍物的和多场景的复杂情形，需要优化光伏系统设计模型的系统；因此提出一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统及其使用方法，作为进一步的改进，以便于在复杂的场景中，快速优化光伏系统设计模型中的光伏阵列排布。
发明内容
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明的实施例提供一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统及其使用方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统，包括数字孪生能源规划平台总体，所述数字孪生能源规划平台总体包括：数据层、平台层和交互层；
所述数据层包括：应用工具，用于提供空间数据和模型数据；
所述平台层包括：智慧能源规划子系统和数字孪生服务子系统；
所述交互层包括：数字孪生能源规划应用系统；
所述应用工具与所述数字孪生服务子系统连接，用于构建模型；
所述智慧能源规划子系统与所述数字孪生服务子系统连接，用于数据传输；
所述智慧能源规划子系统通过API与数字孪生能源规划应用系统连接，用于提供能源规划服务；
所述数字孪生服务子系统通过API与数字孪生能源规划应用系统连接，用于提供时空可视化服务和时空计算服务。
进一步地，所述数字孪生服务子系统包括：场景生成模块、场景仿真模块、数据集成模块、AES全要素场景引擎模块、元数据管理模块、场景操控模块和三维空间数字模型。
进一步地，所述智慧能源规划子系统包括：光伏系统设计模块和项目投资评估模块；
所述光伏系统设计模块包括：地理和气象分析、日照与阴影分析、光伏组件排布分析、组件方位角设计、装机容量分析和屋顶承载力分析；
所述项目投资评估模块包括：项目条件分析、投资回报分析、经营成本分析、融资成本分析和风险分析。
进一步地，所述数字孪生能源规划应用系统包括：项目管理、场景管理、光伏排布、投资评估、设备管理和系统管理；
所述项目管理用于创建、编辑和配置项目；
所述场景管理用于城市总览、场景规划和方案规划；
所述光伏排布用于排布设置、容量分析和排布呈现；
所述投资评估用于评估配置、确定项目类型、财务测算和风险分析；
所述设备管理用于确定设备数量和种类；
所述系统管理用于用户管理、权限管理和系统配置。
进一步地，所述三维空间数字模型中呈现全国各省份的地图模型，并通过可视化方式显示各项数据。
进一步地，所述应用工具包括：三维GIS地图、FBX、DWG、OSGB、RVT、OBJ、3DMAX、CAD和点云，用于提供空间信息数据。
进一步地，所述光伏系统设计模块中安装前的屋顶承载力设置为：大于0.5kN/㎡。
一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统的使用方法，具体的操作如下：
步骤一：用户登录系统界面后，在数字孪生能源规划应用系统中：新建能源规划项目完成项目管理中的项目创建；设置新建的项目名称、项目描述、项目地点、操作权限及相关的信息，完成项目管理中的项目编辑；设置项目地区的日照时数、地理、气象及相关的参数信息，完成项目管理的项目配置；
步骤二：在数字孪生能源规划应用系统的场景管理界面，利用系统内置的城市区域，进行场景规划和方案规划，搭建新建光伏项目的数字孪生三维实景建筑模型和场景，配置所选择城区区域的太阳辐射、温度、风速及步骤一种设置的数据资源；
步骤三：在步骤二中规划的数字孪生三维场景中新建光伏组件铺设方案中调用光伏排布功能完成方案的各项参数配置；以可视化方式对新建光伏组件铺设方案进行区域范围框选，动态调整优化新建光伏铺设区域的形状、大小；同时，系统实时调用光伏排布的容量分析功能，在界面实时可视化显示所框选区域内光伏组件铺设方案中的：可装机容量、总发电量、组件安装方位角和仰角参数信息；
步骤四：确定数字孪生三维场景中新建光伏组件铺设最优方案后，进入投资评估界面，通过调用评估配置功能，配置新建光伏组件铺设方案项目的各项投资评估参数；
步骤五：配置完成投资评估各项参数后，通过财务测算和风险分析，基于新建光伏组件铺设方案模型自动测算出项目的各项财务分析基本报表和辅助报表，并可将财务测算结果报表导出为Excel或WORD文件；
步骤六：在设备管理和系统管理界面对新建光伏组件铺设方案新增设备，调整设备的配置参数以及系统用户权限的配置管理。
进一步地，所述步骤四中的具体步骤：
第一步：配置新建光伏组件铺设方案项目基本参数；
第二步：配置新建光伏组件铺设方案项目资金参数；
第三步：配置新建光伏组件铺设方案项目收入参数；
第四步：配置新建光伏组件铺设方案项目成本参数。
进一步地，所述步骤二中的各项参数配置包括：组件性能参数、逆变器及相应设备参数、设备安装方式、安装位置、缆线敷设方式和基础型号。本发明的技术效果和优点：
1、与现有技术相比，通过光伏系统设计收集地理和气象参数，分析日照小时数与遮挡障碍物遮挡阴影影响，确定光伏阵列排布形式，综合考虑接收到太阳能辐射量的连续性、均匀性和极大性，设计光伏组件安装倾角和方位角，实现装机容量和发电量达到最大最优效果。
2、与现有技术相比，本系统面对复杂光伏建设场地，均能快速实现虚拟场景模型搭建，快速生成最优技术方案和相应效益分析数据；搭建光伏项目的建筑模型和场景以及光伏投资评估模型，实现光伏项目全要素场景，解决了针对不规则、多安装区域、多障碍物、多场景的光伏阵列排布最优化精准设计，更能满足实际运用场景需求；通过三维场景渲染，实现了3D场景的可视化展示，提高了光伏系统规划、建设的智慧化水平。光伏投资评估模型输出的精确财务数据，通过敏感性和边界分析等手段，有效保证光伏项目经济评价的质量，提高项目决策的数字化、科学化水平，降低投资决策的风险。
附图说明
图1为本发明的系统框图。
附图标记为：
1、数字孪生能源规划平台总体；
11、数据层；111、应用工具；
12、平台层；
121、智慧能源规划子系统；
1211、光伏系统设计模块；1212、项目投资评估模块；
122、数字孪生服务子系统；
1221、场景生成模块；1222、场景仿真模块；1223、数据集成模块；
1224、AES全要素场景引擎模块；1225、元数据管理模块；
1226、场景操控模块；1227、三维空间数字模型；
13、交互层；
131、数字孪生能源规划应用系统；
1311、项目管理；1312、场景管理；1313、光伏排布；1314、投资评估；
1315、设备管理；1316、系统管理。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如附图1所示的一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统，包括数字孪生能源规划平台总体1，数字孪生能源规划平台总体1包括：数据层11、平台层12和交互层13；
数据层11包括：应用工具111，用于提供空间数据和模型数据；
其中，数据层11提供三维空间数据描述、设备模型数据，分析不同场景，确定系统数据采集范围和目标，收集各个业务系统产生的各类数据，将各种结构化和非结构化数据进行整合，为大数据的分析提供支撑；
平台层12包括：智慧能源规划子系统121和数字孪生服务子系统122；
其中，数字孪生服务子系统122构建全要素场景、构建城市骨架、实时三维渲染、大规模场景渲染、可视化界面；
交互层13包括：数字孪生能源规划应用系统131；
应用工具111与数字孪生服务子系统122连接，用于构建模型；
智慧能源规划子系统121与数字孪生服务子系统122连接，用于数据传输；
智慧能源规划子系统121通过API与数字孪生能源规划应用系统131连接，用于提供能源规划服务；
数字孪生服务子系统122通过API与数字孪生能源规划应用系统131连接，用于提供时空可视化服务和时空计算服务。
在一个优选地实施方式中，如附图1所示，数字孪生服务子系统122包括：场景生成模块1221、场景仿真模块1222、数据集成模块1223、AES全要素场景引擎模块1224、元数据管理模块1225、场景操控模块1226和三维空间数字模型1227。
其中，场景操控模块1226包括：云渲染模块、场景调度模块和业务服务模块；
在一个优选地实施方式中，如附图1所示，智慧能源规划子系统121包括：光伏系统设计模块1211和项目投资评估模块1212；
光伏系统设计模块1211包括：地理和气象分析、日照与阴影分析、光伏组件排布分析、组件方位角设计、装机容量分析和屋顶承载力分析；
项目投资评估模块1212包括：项目条件分析、投资回报分析、经营成本分析、融资成本分析和风险分析。
其中，光伏系统设计模块1211收集当地气象参数的基础数据，对所在地太阳能辐射量、经纬度、气温、海拔等数据进行汇集，确定该地区的太阳能资源等级，并结合周围环境判断采光效果，确定安装光伏组件的可行性。
分析日照小时数与遮挡，针对不同的建设场景，都要考虑周边建筑物环境，判断存在阴影的遮挡物，对遮阴范围进行分析。
组件方阵排布形式，光伏支架让组件以特定的角度，在一定时间内接收到最大的太阳能辐射量，提升组件接收太阳能辐射量。
组件倾角和方位角设计，不同地区都存在有最佳倾角，综合考虑接收到太阳能辐射量的连续性、均匀性和极大性，提高光伏系统全年发电量。
装机容量和发电量，根据地理位置、太阳能辐射量，确定逆变器和组件等设备参数，准确地规划设计光伏系统的发电总量。
在一个优选地实施方式中，如附图1所示，数字孪生能源规划应用系统131包括：项目管理1311、场景管理1312、光伏排布1313、投资评估1314、设备管理1315和系统管理1316；
项目管理1311用于创建、编辑和配置项目；
其中，项目管理1311对已创建的具有操作权限的项目进行各项参数的重新编辑或删除操作，并能以列表方式对已创建项目进行分类查看；
场景管理1312用于城市总览、场景规划和方案规划；
光伏排布1313用于排布设置、容量分析和排布呈现；
投资评估1314用于评估配置、确定项目类型、财务测算和风险分析；
设备管理1315用于确定设备数量和种类；
系统管理1316用于用户管理、权限管理和系统配置。
在一个优选地实施方式中，如附图1所示，三维空间数字模型1227中呈现全国各省份的地图模型，并通过可视化方式显示各项数据。
其中，三维空间数字模型1227标注出已创建的项目数据，在内置的城市区域中，搭建光伏项目的建筑模型和场景，支持对建设区域进行动态更新，通过可视化方式创建出预期的光伏阵列铺设空间场景，在所规划的场景中新建光伏铺设方案，并调用光伏排布1313功能来完成方案的各项参数配置；
在一个优选地实施方式中，如附图1所示，应用工具111包括：三维GIS地图、FBX、DWG、OSGB、RVT、OBJ、3DMAX、CAD和点云，用于提供空间信息数据。
其中，利用GIS、FBX、DWG、OSGB、RVT、OBJ、3DMAX、CAD、点云采集空间信息数据；
在一个优选地实施方式中，如附图1所示，光伏系统设计模块1211中安装前的屋顶承载力设置为：大于0.5kN/㎡。
其中，屋顶承载力是建筑屋顶光伏发电系统建设的基础，其承载力的大小间接决定着系统装机容量。分布式光伏项目屋顶荷载承载能力，尤其是易形成较大项目规模的钢结构彩钢瓦屋面的荷载问题，是项目建设中极为重要的一个问题。对于屋顶分布式光伏系统来说支架和光伏组件自重约0.15KN/㎡，即15公斤/平方米(不包含水泥墩或管桩基础)。另外根据承载力计算屋顶安装组件及支架后的荷载余量不得低于0.3kN/㎡。因此，屋顶安装之前的荷载余量最好大于0.5kN/㎡，即屋顶在安装前的所具备的荷载量余量不小于50公斤/平方米。另外还要考虑风载荷、雪载荷等影响因素；
一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统的使用方法，具体的操作如下：
步骤一：用户登录系统界面后，在数字孪生能源规划应用系统131中：新建能源规划项目完成项目管理1311中的项目创建；设置新建的项目名称、项目描述、项目地点、操作权限及相关的信息，完成项目管理1311中的项目编辑；设置项目地区的日照时数、地理、气象及相关的参数信息，完成项目管理1311的项目配置；
步骤二：在数字孪生能源规划应用系统131的场景管理1312界面，利用系统内置的城市区域，进行场景规划和方案规划，搭建新建光伏项目的数字孪生三维实景建筑模型和场景，配置所选择城区区域的太阳辐射、温度、风速及步骤一种设置的数据资源；
步骤三：在步骤二中规划的数字孪生三维场景中新建光伏组件铺设方案中调用光伏排布1313功能完成方案的各项参数配置；以可视化方式对新建光伏组件铺设方案进行区域范围框选，动态调整优化新建光伏铺设区域的形状、大小；同时，系统实时调用光伏排布1313的容量分析功能，在界面实时可视化显示所框选区域内光伏组件铺设方案中的：可装机容量、总发电量、组件安装方位角和仰角参数信息；
步骤四：确定数字孪生三维场景中新建光伏组件铺设最优方案后，进入投资评估1314界面，通过调用评估配置功能，配置新建光伏组件铺设方案项目的各项投资评估参数；
步骤五：配置完成投资评估各项参数后，通过财务测算和风险分析，基于新建光伏组件铺设方案模型自动测算出项目的各项财务分析基本报表和辅助报表，并可将财务测算结果报表导出为Excel或WORD文件，完成光伏投资评估模型；
步骤六：在设备管理1315和系统管理1316界面对新建光伏组件铺设方案新增设备，调整设备的配置参数以及系统用户权限的配置管理。
其中，搭建光伏项目的建筑模型和场景以及光伏投资评估模型，实现光伏项目全要素场景，解决了针对不规则、多安装区域、多障碍物、多场景的光伏阵列排布最优化精准设计，更能满足实际运用场景需求；通过三维场景渲染，实现了3D场景的可视化展示，提高了光伏系统规划、建设的智慧化水平。光伏投资评估模型输出的精确财务数据，通过敏感性和边界分析等手段，有效保证光伏项目经济评价的质量，提高项目决策的数字化、科学化水平，降低投资决策的风险。
在一个优选地实施方式中，如附图1所示，步骤四中的具体步骤：
第一步：配置新建光伏组件铺设方案项目基本参数；其中该参数包括发电参数、组件衰减参数、运行年限、生产阶段；
第二步：配置新建光伏组件铺设方案项目资金参数；其中该参数包括建设贷款利率、运维流动资金占比、短期贷款利率、电销售税率参数、资金筹措方式；
第三步：配置新建光伏组件铺设方案项目收入参数；其中该参数包括售电价格、补贴收入、增值税收入；
第四步：配置新建光伏组件铺设方案项目成本参数；其中该参数包括修理提存率、工资、福利费系数、材料、费保险费、固定资产折旧年限、固定资产形成比例、固定资产残值率、敏感因子。
在一个优选地实施方式中，如附图1所示，步骤二中的各项参数配置包括：组件性能参数、逆变器及相应设备参数、设备安装方式、安装位置、缆线敷设方式和基础型号。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神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，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统，包括数字孪生能源规划平台总体(1)，其特征在于：所述数字孪生能源规划平台总体(1)包括：数据层(11)、平台层(12)和交互层(13)；
所述数据层(11)包括：应用工具(111)，用于提供空间数据和模型数据；
所述平台层(12)包括：智慧能源规划子系统(121)和数字孪生服务子系统(122)；
所述交互层(13)包括：数字孪生能源规划应用系统(131)；
所述应用工具(111)与所述数字孪生服务子系统(122)连接，用于构建模型；
所述智慧能源规划子系统(121)与所述数字孪生服务子系统(122)连接，用于数据传输；
所述智慧能源规划子系统(121)通过AP I与数字孪生能源规划应用系统(131)连接，用于提供能源规划服务；
所述数字孪生服务子系统(122)通过AP I与数字孪生能源规划应用系统(131)连接，用于提供时空可视化服务和时空计算服务。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统，其特征在于：所述数字孪生服务子系统(122)包括：场景生成模块(1221)、场景仿真模块(1222)、数据集成模块(1223)、AES全要素场景引擎模块(1224)、元数据管理模块(1225)、场景操控模块(1226)和三维空间数字模型(1227)。
3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统，其特征在于：所述智慧能源规划子系统(121)包括：光伏系统设计模块(1211)和项目投资评估模块(1212)；
所述光伏系统设计模块(1211)包括：地理和气象分析、日照与阴影分析、光伏组件排布分析、组件方位角设计、装机容量分析和屋顶承载力分析；
所述项目投资评估模块(1212)包括：项目条件分析、投资回报分析、经营成本分析、融资成本分析和风险分析。
4.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统，其特征在于：所述数字孪生能源规划应用系统(131)包括：项目管理(1311)、场景管理(1312)、光伏排布(1313)、投资评估(1314)、设备管理(1315)和系统管理(1316)；
所述项目管理(1311)用于创建、编辑和配置项目；
所述场景管理(1312)用于城市总览、场景规划和方案规划；
所述光伏排布(1313)用于排布设置、容量分析和排布呈现；
所述投资评估(1314)用于评估配置、确定项目类型、财务测算和风险分析；
所述设备管理(1315)用于确定设备数量和种类；
所述系统管理(1316)用于用户管理、权限管理和系统配置。
5.根据权利要求2所述的一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统，其特征在于：所述三维空间数字模型(1227)中呈现全国各省份的地图模型，并通过可视化方式显示各项数据。
6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统，其特征在于：所述应用工具(111)包括：三维GIS地图、FBX、DWG、OSGB、RVT、OBJ、3DMAX、CAD和点云，用于提供空间信息数据。
7.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统，其特征在于：所述光伏系统设计模块(1211)中安装前的屋顶承载力设置为：大于0.5kN/㎡。
8.一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统的使用方法，包括权利要求1-7任意一项所述的一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统，其特征在于：具体的操作如下：
步骤一：用户登录系统界面后，在数字孪生能源规划应用系统(131)中：新建能源规划项目完成项目管理(1311)中的项目创建；设置新建的项目名称、项目描述、项目地点、操作权限及相关的信息，完成项目管理(1311)中的项目编辑；设置项目地区的日照时数、地理、气象及相关的参数信息，完成项目管理(1311)的项目配置；
步骤二：在数字孪生能源规划应用系统(131)的场景管理(1312)界面，利用系统内置的城市区域，进行场景规划和方案规划，搭建新建光伏项目的数字孪生三维实景建筑模型和场景，配置所选择城区区域的太阳辐射、温度、风速及步骤一种设置的数据资源；
步骤三：在步骤二中规划的数字孪生三维场景中新建光伏组件铺设方案中调用光伏排布(1313)功能完成方案的各项参数配置；以可视化方式对新建光伏组件铺设方案进行区域范围框选，动态调整优化新建光伏铺设区域的形状、大小；同时，系统实时调用光伏排布(1313)的容量分析功能，在界面实时可视化显示所框选区域内光伏组件铺设方案中的：可装机容量、总发电量、组件安装方位角和仰角参数信息；
步骤四：确定数字孪生三维场景中新建光伏组件铺设最优方案后，进入投资评估(1314)界面，通过调用评估配置功能，配置新建光伏组件铺设方案项目的各项投资评估参数；
步骤五：配置完成投资评估各项参数后，通过财务测算和风险分析，基于新建光伏组件铺设方案模型自动测算出项目的各项财务分析基本报表和辅助报表，并可将财务测算结果报表导出为Excel或WORD文件；
步骤六：在设备管理(1315)和系统管理(1316)界面对新建光伏组件铺设方案新增设备，调整设备的配置参数以及系统用户权限的配置管理。
9.根据权利要求8所述的一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统的使用方法，其特征在于：所述步骤四中的具体步骤：
第一步：配置新建光伏组件铺设方案项目基本参数；
第二步：配置新建光伏组件铺设方案项目资金参数；
第三步：配置新建光伏组件铺设方案项目收入参数；
第四步：配置新建光伏组件铺设方案项目成本参数。
10.根据权利要求8所述的一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统的使用方法，其特征在于：所述步骤二中的各项参数配置包括：组件性能参数、逆变器及相应设备参数、设备安装方式、安装位置、缆线敷设方式和基础型号。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311345369.1A CN117407939A (zh) | 2023-10-17 | 2023-10-17 | 一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统及其使用方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311345369.1A CN117407939A (zh) | 2023-10-17 | 2023-10-17 | 一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统及其使用方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN117407939A true CN117407939A (zh) | 2024-01-16 |
Family
ID=89497403
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311345369.1A Pending CN117407939A (zh) | 2023-10-17 | 2023-10-17 | 一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统及其使用方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN117407939A (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117852849A (zh) * | 2024-03-08 | 2024-04-09 | 华能山东发电有限公司众泰电厂 | 基于数字孪生技术的大型农光互补光伏园区安全管理系统 |
| CN117851839A (zh) * | 2024-03-08 | 2024-04-09 | 苏州华天国科电力科技有限公司 | 一种基于数字孪生的光伏设备全周期智能管控系统 |
-
2023
- 2023-10-17 CN CN202311345369.1A patent/CN117407939A/zh active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN117852849A (zh) * | 2024-03-08 | 2024-04-09 | 华能山东发电有限公司众泰电厂 | 基于数字孪生技术的大型农光互补光伏园区安全管理系统 |
| CN117851839A (zh) * | 2024-03-08 | 2024-04-09 | 苏州华天国科电力科技有限公司 | 一种基于数字孪生的光伏设备全周期智能管控系统 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Vulkan et al. | Modeling the potential for PV installation in residential buildings in dense urban areas | |
| Zhong et al. | A city-scale estimation of rooftop solar photovoltaic potential based on deep learning | |
| Gagliano et al. | Assessment of micro-wind turbines performance in the urban environments: an aided methodology through geographical information systems | |
| KR102321673B1 (ko) | 태양광 발전 시뮬레이션 장치 및 방법 | |
| Jakubiec et al. | A method for predicting city-wide electricity gains from photovoltaic panels based on LiDAR and GIS data combined with hourly Daysim simulations | |
| CN103440526B (zh) | 一种基于建筑信息模型的发电预测方法和装置 | |
| CN117407939A (zh) | 一种基于数字孪生的光伏系统设计模型系统及其使用方法 | |
| Gimon et al. | The coal cost crossover: economic viability of existing coal compared to new local wind and solar resources | |
| US20140207431A1 (en) | Urban mapping technique for photovoltaic potential of rooftops | |
| CN114881399B (zh) | 一种基于gf7遥感影像的光伏发电潜力与经济性评估方法 | |
| Sánchez-Aparicio et al. | Ener3DMap-SolarWeb roofs: A geospatial web-based platform to compute photovoltaic potential | |
| Vallejo-Díaz et al. | Wind energy potential assessment of selected locations at two major cities in the Dominican Republic, toward energy matrix decarbonization, with resilience approach | |
| CN112100922A (zh) | 一种基于wrf和cnn卷积神经网络的风资源预测方法 | |
| CN113780795B (zh) | 基于参数化分析的校园建筑光伏潜力评估方法 | |
| Sun et al. | Potential estimation of rooftop photovoltaic with the spatialization of energy self-sufficiency in urban areas | |
| Chen et al. | An estimation framework of regional rooftop photovoltaic potential based on satellite remote sensing images. | |
| Massano et al. | A GIS Open-Data Co-Simulation Platform for Photovoltaic Integration in Residential Urban Areas | |
| Vecchi et al. | Solar analysis for an urban context from GIS to block-scale evaluations | |
| CN111639381A (zh) | 城市建筑太阳能资源评估信息系统及其工作方法 | |
| Zhang et al. | Evaluation of the photovoltaic potential in built environment using spatial data captured by unmanned aerial vehicles | |
| CN110147912A (zh) | 一种基于建筑信息模型的发电预测方法和装置 | |
| Dean et al. | Analysis of web-based solar photovoltaic mapping tools | |
| Alshamri | Optimal sizing of hybrid renewable systems to improve electricity supply reliability in Iraqi domestic dwellings | |
| ur Rehman et al. | A novel methodology for determining sky blocking by obstacles viewed virtually from any location on site | |
| Desthieux | Developing the Geneva solar cadaster: A decision support tool for sustainable energy management in urban areas |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |