[发明专利]包含多种天气变化的辐照度与光伏组件坐标关联关系建立方法

说明书

本发明公开了包含多种天气变化的辐照度与光伏组件坐标关联关系建立方法，具体步骤为：确定光伏组件及光传感器的坐标位置；确定图像采集装置的拍摄位置及运动方式；在晴天无云、阴天、雨天天气情况和在多云的天气情况下，分别得到光伏阵列各个坐标位置的辐照度数据；将光伏电池板的各个组件的辐照度与其当前坐标进行一一对应，建立光伏组件的实时辐照度矩阵。本发明公开的方法在多种天气状况下，对光伏组件的辐照度进行全面分析与检测，提高了局部阴影分布范围和辐照度测量的准确度和速度；有利于准确预测光伏出力，提高系统安全，稳定运行能力。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，具体涉及包含多种天气变化的辐照度与光伏组件坐标关联关系建立方法。

背景技术

随着人类的发展，能源问题成为影响人类生存质量的重要问题。解决能源问题的一个主要方法是大力发展清洁能源、优化能源结构。而在新能源中，太阳能是非常重要的一部分。与其它新能源相比，太阳能资源丰富且在世界范围内分布较广，具有很大的开发潜力，并且随着太阳能电池板的制造以及光电并网技术的日益成熟，光伏发电也渐渐成为人们关注的焦点。人类可以基于半导体的光电效应，利用光照使不均匀半导体或半导体与金属结合的不同部位之间产生电位差，进而形成电压。光伏发电具有许多优点，无噪声，无污染，能量随处可得，不受地域限制，无需消耗燃料，无机械转动部件，故障率低，维护简便，可以无人值守，规模大小随意，无需架设输电线路，可以方便与建筑物相结合等。这些优点都是常规发电和其他发电方式所不能及的，所以新能源研究中光伏发电占据着十分重要的作用。

随着微网内光伏发电系统容量的不断增大，在缓解能源危机和降低环境污染的同时，光伏出力的随机性、波动性和间断性等特点也对电网的安全、经济和优质运行带来了严峻挑战。建立辐照度与光伏组件坐标之间的关系，研究光伏组件局部辐照强度的变化对全局光伏电站出力的影响，有利于准确预测光伏出力，统筹安排常规电源和光伏发电的协调配合，提高系统安全，稳定运行能力。

太阳能光伏发电出力预测对于光伏发电并网系统的调度有着重要的意义，光伏发电出力与天气类型有直接关系，越是多云或是阴雨天气，光伏出力预测的误差越大。现有光伏发电预测模型大多建立在具有太阳辐照度预报的基础之上，然而，辐照度的变化具有动态性、多扰动性等特点，不同天气状况下，光伏组件所接受到的辐照度有所不同，即使在同一种天气状况下，如果有云彩遮挡，就会造成局部阴影，光伏阵列中各个光伏电池所接收到的辐照度和电池温度就会存在差异，导致光伏组件输出特性出现显著差异。局部阴影不仅削弱光伏阵列潜在的最大功率输出能力，而且导致光伏阵列的输出外特性更加复杂，给最大功率点跟踪控制、重构优化、发电功率预测等带来很大的困难。若要掌握整个光伏阵列的局部阴影状况，建立辐照度与光伏组件坐标之间的对应关系，通常需要安装大量的光传感器，以实现对辐照度的精细化测量。大量的传感器意味着建设成本高和系统复杂，对局部阴影测量精细度要求越高，传感器的数量亦会成倍增加。

发明内容

针对现有技术的上述缺陷，本发明的目的在于提供包含多种天气变化的辐照度与光伏组件坐标关联关系建立方法，在晴天无云、多云、阴天、雨天四种天气情况下建立辐照强度与光伏组件坐标之间关系，只需要少量的光传感器就能实现高精度、快速的光伏阵列辐照度分布数据测量，进而观测光伏组件局部辐照强度的变化对全局光伏电站出力的影响。

为实现上述目的，本发明提供了包含多种天气变化的辐照度与光伏组件坐标关联关系建立方法，在晴天无云、多云、阴天、雨天四种天气状况下，建立辐照度与光伏组件坐标之间的关系，所述方法包括如下步骤：

步骤1.确定光伏组件及光传感器的坐标位置，具体过程为：

建立坐标系，以每块光伏电池板上光伏组件的中心坐标为光伏组件的位置坐标；

在所述光伏电池板的四角、四周中心和中心安装光传感器，用于测量相应位置的辐照度；

记录所述中心坐标位置及测量时间，并通过通信网络传送到光伏发电控制中心；