本发明专利技术一种基于建筑信息模型的发电预测方法和装置，根据目标建筑所在地对应的气候数据确定目标建筑所在地提取各方位上对应的单位辐射量，并存储至数据库；获取所述目标建筑的建筑信息模型中各光伏构件分别对应的方位信息，进行空间变换后得到各光伏构件在各方位上分别对应的有效面积；根据所述数据库中目标建筑中各方位上单位面积对应的辐射量和所述有效面积，得到目标建筑的总辐射量，并进行预测转换，得到所述目标建筑对应的发电量。本发明专利技术采用BIM技术收集太阳能光电建筑光伏构件信息，利用数据库中的建筑物所在地气候数据进行建筑物光伏构件所受辐射量的计算，综合考虑影响发电的各种因素，提高了太阳能光电建筑发电量预测的速度与准确性。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光伏发电领域，涉及一种基于建筑信息模型的发电预测方法和装置。
技术介绍
BIM(Building Information Modeling，建筑信息模型)是设施物理特性与功能特征的数字化表达，是可用于全生命周期决策的设施共享信息资源库，BIM具有可视化、协调性、模拟性、优化性和可出图性五大特点。目前，BIM已广泛应用于建筑设计和施工，中国住房与建设部已明确“2016年以前政府投资的2万平方米以上大型公共建筑以及省报绿色建筑项目的设计、施工采用BIM技术”。太阳能光电建筑即建筑光伏一体化(BIPV，Building Integrated PV)，通过使用太阳能光伏材料取代传统建筑材，从而使建筑物本身成为一个大的能量来源。太阳能光电建筑是一种典型的绿色建筑，在设计阶段需要进行节能减排、投资、回报周期、总体收益等的考量；而这些考量指标都直接与其发电量相关。同时，太阳能光电建筑投入运行后，在分时电价的情况下，发电量预测将有利于企业优化用电成本。因此，发电量预测对太阳能光电建筑的规划、运行都有着极为重要的作用。现阶段，大多数太阳能光电建筑的发电量预测都是沿用光伏电站的预测方法和软件，忽略了光伏构件在空间中的方位对于发电量的影响，不能快速并准确的进行发电量预测，影响为建筑物的运行维护提供参考依据。
技术实现思路
本专利技术的实施例提供了一种基于建筑信息模型的发电预测方法和装置，用于在建筑物设计、运行等阶段提供快速准确预测光伏构件产生的电能，为建筑物设计阶段的决策和运行维护等提供重要参考。为达到上述目的，采用如下技术方案：本专利技术公开了一种基于建筑信息模型的发电预测方法，包括如下步
骤：根据目标建筑所在地对应的气候数据确定所述目标建筑所在地对应的发电分布数据；从所述发电分布数据中提取各方位上对应的单位辐射量，并存储至数据库；获取所述目标建筑的建筑信息模型中各光伏构件分别对应的方位信息，根据所述方位信息对各光伏构件分别进行空间变换，得到各光伏构件在各方位上分别对应的有效面积；根据所述数据库中所述目标建筑中各方位上单位面积对应的辐射量和所述有效面积，得到所述目标建筑的总辐射量；根据所述目标建筑的总辐射量进行预测转换，得到所述目标建筑对应的发电量。进一步，所述提取各方位上对应的单位辐射量时，提取正南、正东和地面方向在单位面积上对应的辐射量，并分别结构化地存储至数据库。进一步，所述确定所述发电分布数据时，根据目标建筑所在地的气候数据进行辐射分析，得到所述目标建筑所在地在所述气候数据下分别受到的逐时辐射量；根据所述逐时辐射量和各光伏组件信息进行电量转换，转换为在每种光伏组件信息下所述目标建筑所在地分别对应实际产生的逐时电量，从而得到所述目标建筑所在地对应的发电分布数据。进一步，所述建筑信息模型应用建筑信息模型(BIM)技术将二维图纸三维模型化，建立建筑三维信息模型，以IFC格式存储。进一步，所述对各光伏构件分别进行空间变换时，根据所述方位信息对每个光伏构件进行三维空间中的坐标变换，将每个光伏构件分别在三维空间中各平面上的投影面积作为所述有效面积。进一步，所述方法包括，将每个光伏构件分别在各方位上对应的有效面积和所述单位辐射量各自相乘后累加，得到每个光伏构件对应的总辐射量；根据所述建筑信息模型对各光伏构件对应的总辐射量进行累加，得到所述目标建筑的总辐射量。进一步，所述根据所述目标建筑的总辐射量进行预测转换时，根据所述建筑信息模型中各光伏构件对应的本体的因素和组合形式确定转换效率，根据所述转换效率得到所述目标建筑对应的发电量。本专利技术还公开了一种基于建筑信息模型的发电预测装置，包括如下模块：发电分布确定模块，用于根据目标建筑所在地对应的气候数据确定所述目标建筑所在地对应的发电分布数据；提取模块，用于从所述发电分布数据中提取各方位上对应的单位辐射量，并存储至数据库；空间转换模块，用于获取所述目标建筑的建筑信息模型中各光伏构件分别对应的方位信息，根据所述方位信息对各光伏构件分别进行空间变换，得到各光伏构件在各方位上分别对应的有效面积；辐射确定模块，用于根据所述数据库中所述目标建筑中各方位上单位面积对应的辐射量和所述有效面积，得到所述目标建筑的总辐射量；预测模块，用于根据所述目标建筑的总辐射量进行预测转换，得到所述目标建筑对应的发电量。进一步，所述提取模块提取各方位上对应的单位辐射量时，提取正南、正东和地面方向在单位面积上对应的辐射量，并分别结构化地存储至数据库。进一步，所述发电分布确定模块确定所述发电分布数据时，根据目标建筑所在地的气候数据进行辐射分析，得到所述目标建筑所在地在所述气候数据下分别受到的逐时辐射量；根据所述逐时辐射量和各光伏组件信息进行电量转换，转换为在每种光伏组件信息下所述目标建筑所在地分别对应实际产生的逐时电量，从而得到所述目标建筑所在地对应的发电分布数据。进一步，所述建筑信息模型应用建筑信息模型(BIM)技术将二维图纸三维模型化，建立建筑三维信息模型，以IFC格式存储。进一步，所述空间转换模块对各光伏构件分别进行空间变换时，根据所述方位信息对每个光伏构件进行三维空间中的坐标变换，将每个光伏构件分别在三维空间中各平面上的投影面积作为所述有效面积。进一步，所述装置包括，将每个光伏构件分别在各方位上对应的有效面积和所述单位辐射量各自相乘后累加，得到每个光伏构件对应的总辐射量；根据所述建筑信息模型对各光伏构件对应的总辐射量进行累加，得到所述目标建筑的总辐射量。进一步，所述预测模块根据所述目标建筑的总辐射量进行预测转换时，根据所述建筑信息模型中各光伏构件对应的本体的因素和组合形式确定转换效率，根据所述转换效率得到所述目标建筑对应的发电量。本专利技术公开了一种基于建筑信息模型的发电预测方法和装置，根据目标建筑所在地对应的气候数据确定所述目标建筑所在地对应的发电分布数据；从所述发电分布数据中提取各方位上对应的单位辐射量，并存储至数据库；获取所述目标建筑的建筑信息模型中各光伏构件分别对应的方位信息，根据所述方位信息对各光伏构件分别进行空间变换，得到各光伏构件在各方位上分别对应的有效面积；根据所述数据库中所述目标建筑中各方位上单位面积对应的辐射量和所述有效面积，得到所述目标建筑的总辐射量；根据所述目标建筑的总辐射量进行预测转换，得到所述目标建筑对应的发电量。本专利技术采用BIM技术收集太阳能光电建筑光伏构件信息，利用数据库中的建筑物所在地气候数据进行建筑物光伏构件所受辐射量的计算，综合考虑影响发电的各种因素，提高了太阳能光电建筑发电量预测的速度与准确性。附图说明图1为本专利技术实施例的一种基于建筑信息模型的发电预测方法流程图；图2为本专利技术实施例的一种基于建筑信息模型的发电预测装置的结构图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术实施例中基于建筑信息模型的发电预测方法和装置进行详细描述。现阶段，大多数太阳能光电建筑的发电量预测都是沿用光伏电站的预测方法和软件，忽略了光伏构件在空间中的方位对于发电量的影响，
不能快速并准确的进行发电量预测，影响为建筑物的运行维护提供参考依据。本专利技术公开了一种基于建筑信息模型的发电预测方法和装置，根据目标建筑所在地对应的气候数据确定所述目标建筑所在地对应的发电分布数据；从所述发电分布数据中本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于建筑信息模型的发电预测方法，其特征在于，包括如下步骤：根据目标建筑所在地对应的气候数据确定所述目标建筑所在地对应的发电分布数据；从所述发电分布数据中提取各方位上对应的单位辐射量，并存储至数据库；获取所述目标建筑的建筑信息模型中各光伏构件分别对应的方位信息，根据所述方位信息对各光伏构件分别进行空间变换，得到各光伏构件在各方位上分别对应的有效面积；根据所述数据库中所述目标建筑中各方位上单位面积对应的辐射量和所述有效面积，得到所述目标建筑的总辐射量；根据所述目标建筑的总辐射量进行预测转换，得到所述目标建筑对应的发电量。
【技术特征摘要】
1.一种基于建筑信息模型的发电预测方法，其特征在于，包括如下步骤：根据目标建筑所在地对应的气候数据确定所述目标建筑所在地对应的发电分布数据；从所述发电分布数据中提取各方位上对应的单位辐射量，并存储至数据库；获取所述目标建筑的建筑信息模型中各光伏构件分别对应的方位信息，根据所述方位信息对各光伏构件分别进行空间变换，得到各光伏构件在各方位上分别对应的有效面积；根据所述数据库中所述目标建筑中各方位上单位面积对应的辐射量和所述有效面积，得到所述目标建筑的总辐射量；根据所述目标建筑的总辐射量进行预测转换，得到所述目标建筑对应的发电量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述提取各方位上对应的单位辐射量时，提取正南、正东西和地面方向在单位面积上对应的辐射量，并分别结构化地存储至数据库。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述确定所述发电分布数据时，根据目标建筑所在地的气候数据进行辐射分析，得到所述目标建筑所在地在所述气候数据下分别受到的逐时辐射量；根据所述逐时辐射量和各光伏组件信息进行电量转换，转换为在每种光伏组件信息下所述目标建筑所在地分别对应实际产生的逐时电量，从而得到所述目标建筑所在地对应的发电分布数据。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述建筑信息模型应用建筑信息模型(BIM)技术将二维图纸三维模型化，建立建筑三维信息模型，以IFC格式存储。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述对各光伏构件分别进行空间变换时，根据所述方位信息对每个光伏构件进行三维空间中的坐标变换，将每个光伏构件分别在三维空间中各平面上的投影面积作为所述有效面积。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述有效面积分别为正上方，正南向和正东(西)向的有效辐射面积S上(Δ)、S南(Δ)
\t和S东西(Δ)，分别为：S上(Δ)＝0.5(x1z1+x1z2+x2z1-x2z2)S南(Δ)＝0.5(x1y1+x1y2+x2y1-x2y2)S东西(Δ)＝0.5(y1z1+y1z2+y2z1-y2z2)其中，Δ为对于一块长(东西向)x米，高(垂直地面方向)y米的光伏构件，θ1、θ2和θ3分别表示光伏构件在建筑信息模型中三维空间的三个不同旋转角度；且x1＝x(cosθ2cosθ3-sinθ1sinθ2sinθ3)、y1＝x(cosθ2sinθ3-sinθ1sinθ2cosθ3)、z1＝-xcosθ1、x2＝-ycosθ1sinθ3、y2＝ycosθ1cosθ3、z2＝ysinθ1。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述方法包括，将每个光伏构件分别在各方位上对应的有效面积和所述单位辐射量各自相乘后累加，得到每个光伏构件对应的总辐射...
【专利技术属性】
技术研发人员：王佳，周小平，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：北京;11
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