CN117634771A - 一种基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法，依据灰尘监测传感器得到灰尘值；从生产区获取多个晴天日期的历史发电量数据，计算每个晴天的日平均发电量；根据气象服务数据获取未来天气预测数据，根据所述未来天气预测数据统计连续晴天的天数；根据灰尘值、一个灰尘单位对应发电量损失率、每个晴天的日平均发电量及连续晴天天数计算损失发电量；根据损失发电量及上网电价计算损失发电收益；确定清洗费用；根据损失发电量收益和清洗费用确定是否对光伏组件进行清洗；本发明通过结合多方来源数据精准计算由于灰尘导致的损失发电收益与清洗费用，科学判断是否对光伏组件进行清洗，有利于实现生产区光伏组件发电效益最大化。
Description
技术领域
本发明属于光伏发电领域，具体涉及一种基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法。
背景技术
光伏发电与光伏组件的性能状态相关，而光伏组件的输出性能受到沉积在表面灰尘的影响，电池的效率降低；灰尘对面板接收太阳辐照度和散热有直接影响，并能使面板表面受到腐蚀；不同地区的积尘影响也存在较大差异。
对于长时间运行的光伏发电系统，光伏面板积尘对其影响不可小觑。面板表面的灰尘具有反射、散射和吸收太阳辐射的作用，可降低太阳的透过率，造成面板接收到的太阳辐射减少，输出功率也随之减小，其作用与灰尘累积厚度成正比。
此外，因为灰尘吸收太阳辐射可使光伏面板升温，并且灰尘中含有一些腐蚀性的化学成分，这也使其光电转换效率降低。面板表面的灰尘在不同的太阳辐射、环境温度、遮挡和腐蚀等作用下对光伏系统的发电性能和使用情况等有不同程度的影响。
因此，确保光伏面板的清洁可以减少发电量的损失，但是清洗无论是采用人工清洗还是机械清洗都会带来一定的成本，因而亟需提出一种是否进行光伏组件清洗的决策方法，以通过技术手段平衡光伏面板灰尘清洗花费的成本及产生的收益，实现光伏发电厂区的降本增效。
发明内容
本发明目的是提供一种基于灰尘监测和气象预测的光伏组件清洗决策方法，以平衡光伏面板灰尘清洗花费的成本及产生的收益，实现光伏发电厂区的降本增效。
为实现以上目的，本发明技术方案为：
一种基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法，包括以下步骤：
根据灰尘监测传感器得到灰尘值；
从生产区年度全厂生产情况检测报告获取一个灰尘单位对应发电量损失率；
根据气象服务数据获取过去多个晴天的日期，从生产区获取所述多个晴天日期的历史发电量数据，计算每个晴天的日平均发电量；
根据气象服务数据获取未来15天的天气预测数据，根据所述未来15天的天气预测数据统计连续晴天的天数；
根据所述灰尘值、一个灰尘单位对应发电量损失率、每个晴天的日平均发电量及连续晴天天数计算损失发电量；
根据损失发电量及上网电价计算损失发电收益；
根据历史清洗成本，确定清洗费用；
根据损失发电量收益和清洗成本确定是否对光伏组件进行清洗。
进一步的是，所述损失发电量的计算方法是：
发电损失量＝灰尘值×一个灰尘单位对应发电量损失率×每个晴天的日平均发电量×连续晴天天数；
损失发电收益的计算方法是：
损失发电收益＝上网电价×发电损失量。
进一步的是，所述根据损失发电量收益和清洗成本确定是否对光伏组件进行清洗的方法是：损失发电收益除以清洗费用得到比例值，当所述比例值>0.8的时候进行光伏组件的清洗；当所述比例值<＝0.8的时候，不进行光伏组件的清洗。
进一步的是，所述灰尘监测传感器安装在与光伏组件相同角度的平面上，所述灰尘监测传感器设置在光伏组件同样的接尘环境下。
进一步的是，所述灰尘监测传感器安装在光伏组件边缘位置，具体是所述灰尘监测传感器通过螺栓固定在最外围的光伏组件的侧边。
进一步的是，所述灰尘监测传感器包括无线模块装置，所述灰尘监测传感器采集的灰尘值数据通过所述无线模块装置发送至生产区信息中心的计算机上。
本发明还公开一种设备，所述设备包括：
至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行所述基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法。
本发明还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行实现所述基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法。
本发明的有益效果是：
本发明光伏组件清洗决策方法、设备、和计算机程序产品，通过接收灰尘监测传感器数据、生产区数据和气象服务数据，结合上网电价和光伏组件历史清洗成本，通过采集多个来源的真实数据，能够精确计算灰尘带来的发电量收益损失，将所述的发电量收益损失与光伏组件清洗费用进行比较，科学判断是否对光伏组件进行清洗，有利于实现光伏发电生产区经济效益最大化。
附图说明
图1本发明光伏组件清洗决策方法的流程示意图。
具体实施方式
为了使发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本发明作进一步阐述。
本发明结合灰尘监测传感器数据、气象数据、生产区发电量等实测数据，建立光伏电站精准实时清洗决策方法和系统。
本发明基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法包括以下步骤：
步骤一：根据灰尘监测传感器得到光伏组件所处环境下的灰尘值。
所述的灰尘监测传感器，安装在与光伏组件相同角度的平面上，处于与光伏组件同样的接尘环境下；所述灰尘监测传感器安装在光伏组件边缘位置，具体是所述灰尘监测传感器包括安装底座，通过螺栓将所述安装底座固定在最外围的光伏组件的侧边。
所述灰尘监测传感器通过设备探头测量被阻挡和反射的光线而导致的传输损耗和污染率(SR)，从而测得光伏组件的覆灰情况，污染测量不需要任何外部辐照度来操作，它独立于太阳位置和天空条件；所述灰尘监测传感器包含一个小型光伏组件和PV电池，用户能够针对当地的灰尘特性校准装置即使用前对灰尘监测传感器进行初始化。为保证灰尘监测传感器监测数据的准确性，应当对灰尘传感器定期进行清洁；所述灰尘监测传感器，不依赖外接电源和数据线，利用自身携带的光伏组件作为专用蓄电池进行供电。
所述灰尘监测传感器传输污染比数据，污染比数据范围值100～50％，用100％减去所述污染比数据即得到灰尘值。
所述灰尘监测传感器采用无线通讯方式传输传感器数据，所述灰尘监测传感器包括无线模块装置，所述灰尘监测传感器采集的灰尘值数据通过所述无线模块装置发送至生产区信息中心的计算机上。
步骤二：从生产区年度全厂生产情况检测报告获取一个灰尘单位对应发电量损失率。
实际工程中，光伏发电生产区每年会进行全厂生产情况检测，全厂生产情况检测报告包括一个灰尘单位对应发电量损失率；在全厂生产情况检测过程中，将光伏场站现场实际数据与通过实验得到的一个灰尘单位对应发电量损失率的计算公式进行对比，控制除了灰尘值以外所有的变量，计算光伏场站现场一个灰尘单元即一个灰尘值对应的发电量损失率。
步骤三：根据气象服务数据获取过去十个晴天的日期；从生产区获取历史发电量数据；根据过去晴天日期和发电量数据计算日平均发电量。
所述气象服务数据，是指从气象部门获取的气象服务；所述气象服务数据来源于权威气象服务机构，提供实时气象服务和未来天气预报服务，实时气象服务数据包括风速、风向、温度、高温、低温、降水和湿度。
所述获取过去十个晴天的日期，是指从今天为起始时间，往历史天气查找，判断是否为晴天，累计获取取10天天气为晴天的日期。
可从光伏场站二次室生产大区获取每日场站发电量数据。
所述日平均发电量，是根据过去十个晴天的日期从生产区计量电表获取日发电量数据，十天的发电总量除以十计算得到每日平均发电量；
步骤四：根据气象服务数据获取未来15天的天气预测数据，根据所述未来15天的天气预测数据统计连续晴天的天数。
所述计算连续晴天天数，是指根据天气预测数据，获取多日连续降水量小于设定值的天数；如果没有连续的晴天，则连续晴天的天数计为零。
步骤五：根据所述灰尘值、一个灰尘单位对应发电量损失率、每个晴天的日平均发电量及连续晴天天数计算损失发电量。
所述损失发电量的计算方法是：
发电损失量＝灰尘值×一个灰尘单位对应发电量损失率×每个晴天的日平均发电量×连续晴天天数。
步骤六：根据步骤五得到的损失发电量结合上网电价计算损失发电收益。
损失发电收益的计算方法是：
损失发电收益＝上网电价×发电损失量。
所述上网电价，是指场站从电网获得的每度电的单价。
步骤七：根据历史清洗成本，确定清洗费用。
所述历史清洗成本，是指光伏组件全场范围内进行一次清洗的平均成本，所述平均成本即为清洗费用。
步骤八：根据损失发电量收益和清洗费用确定是否对光伏组件进行清洗。
根据损失发电量收益和清洗成本确定是否对光伏组件进行清洗的方法是：损失发电收益除以清洗费用得到比例值，当所述比例值>0.8的时候进行光伏组件的清洗；当所述比例值<＝0.8的时候，不进行光伏组件的清洗。
本发明还公开一种设备，所述设备包括：
至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行所述基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法，所述处理器按照小时为周期进行损失发电收益除以清洗费用的比例值。
本发明还公开一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以下步骤：
接收灰尘监测传感器数据、生产区数据和气象服务数据；
对所述接受的灰尘监测传感器数据、生产区数据和气象服务数据进行处理，得到灰尘值、一个灰尘单位对应发电量损失率、每个晴天的日平均发电量、连续晴天天数及清洗费用；
根据所述灰尘值、一个灰尘单位对应发电量损失率、每个晴天的日平均发电量及连续晴天天数计算损失发电量；
根据所述发电量损失，结合上网电价确定损失发电收益；
计算损失发电收益除以清洗费用的比例值，所述比例值的阈值设置为0.8；
当损失发电收益除以清洗费用的比例值达到所述阈值，计算机程序在系统内给场站管理人员发送清洗消息，同时进行短信提醒。
最后应说明的是：本说明书未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术，以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法，其特征在于，包括以下步骤：
根据灰尘监测传感器得到灰尘值；
获取一个灰尘单位对应发电量损失率；
根据气象服务数据获取过去多个晴天的日期，从生产区获取所述多个晴天日期的历史发电量数据，计算每个晴天的日平均发电量；
根据气象服务数据获取未来设定天数的天气预测数据，根据所述未来设定天数的天气预测数据统计连续晴天的天数；
根据所述灰尘值、一个灰尘单位对应发电量损失率、每个晴天的日平均发电量及连续晴天天数计算损失发电量；
根据损失发电量及上网电价计算损失发电收益；
根据历史清洗成本，确定清洗费用；
根据损失发电量收益和清洗费用确定是否对光伏组件进行清洗。
2.根据权利要求1所述的一种基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法，其特征在于，所述损失发电量的计算方法是：
发电损失量＝灰尘值×一个灰尘单位对应发电量损失率×每个晴天的日平均发电量×连续晴天天数；
损失发电收益的计算方法是：
损失发电收益＝上网电价×发电损失量。
3.根据权利要求1所述的一种基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法，其特征在于，所述根据损失发电量收益和清洗成本确定是否对光伏组件进行清洗的方法是：损失发电收益除以清洗费用得到比例值，当所述比例值>0.8的时候进行光伏组件的清洗；当所述比例值<＝0.8的时候，不进行光伏组件的清洗。
4.根据权利要求1所述的一种基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法，其特征在于：所述灰尘监测传感器安装在与光伏组件相同角度的平面上，所述灰尘监测传感器设置在光伏组件同样的接尘环境下。
5.根据权利要求1所述的一种基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法，其特征在于：所述灰尘监测传感器安装在光伏组件边缘位置，具体是所述灰尘监测传感器通过螺栓固定在最外围的光伏组件的侧边。
6.根据权利要求1所述的一种基于灰尘监测和气象预测的光伏清洗决策方法，其特征在于：所述灰尘监测传感器包括无线模块装置，所述灰尘监测传感器采集的灰尘值数据通过所述无线模块装置发送至生产区信息中心的计算机上。
7.一种设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至3中任一所述的方法。
8.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行以下步骤：
接收灰尘监测传感器数据、生产区数据和气象服务数据；
对所述接受的灰尘监测传感器数据、生产区数据和气象服务数据进行处理，得到灰尘值、一个灰尘单位对应发电量损失率、每个晴天的日平均发电量、连续晴天天数及清洗费用；
根据所述灰尘值、一个灰尘单位对应发电量损失率、每个晴天的日平均发电量及连续晴天天数计算损失发电量；
根据所述发电量损失，结合上网电价确定损失发电收益；
计算损失发电收益除以清洗费用的比例值，设置所述比例值的阈值；
当损失发电收益除以清洗费用的比例值达到所述阈值，计算机程序给场站管理人员发送清洗消息。
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