一种太阳能电池板阵列多目标优化设计方法技术

本发明专利技术涉及一种太阳能电池板阵列多目标优化设计方法，通过综合考虑两次最长连续阴雨天数及其最短间隔天数，可有效保证设备在阴雨时期设备的供电可靠性；通过单体太阳能电池板价格、太阳能电池板串并联数、太阳能电池板在正常生命周期内的潜在故障概率和连接线缆潜在故障概率求取阵列总成本和阵列潜在故障概率，对阵列经济性和供电可靠性有一定评价，综合考虑太阳能电池板阵列经济性和供电可靠性，进一步求取阵列综合系数，选取阵列综合系数最小值为最优设计方案，可有效提高太阳能电池板阵列的综合性能。与现有技术相比，本发明专利技术具有成本低，供电可靠性高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种太阳能电池板阵列设计，特别涉及一种太阳能电池板阵列多目标优化设计方法。
技术介绍
随着太阳能发电技术的不断发展，太阳能电池板发电效率、寿命等性能得到不断提高，太阳能供电系统被广泛应用于在线监测系统、通信系统等野外负载，但是如何设计经济且供电可靠的太阳能电池板阵列却没有形成统一的方法。目前多数太阳能电池板阵列在设计时没有考虑两次最长连续阴雨最短间隔数，当两次最长连续阴雨间隔数较小时，由于太阳能电池板短时间内的发电不足以及时补充蓄电池在最长连续阴雨天期间的放电电能，将无法保证第二次最长连续阴雨天时可靠供电；有的方法虽然考虑了两次最长连续阴雨最短间隔数，但没有考虑太阳能电池板阵列经济性及供电可靠性，导致太阳能电池板阵列成本较高或者供电可靠性较差。
技术实现思路
本专利技术是针对太阳能电池板阵列设计存在的问题，提出了一种太阳能电池板阵列多目标优化设计方法，设计出的太阳能电池板阵列经济性好、供电可靠性高。本专利技术的技术方案为：一种太阳能电池板阵列多目标优化设计方法，具体包括如下步骤：1)通过太阳能电池板阵列设计输出电压UBO和单体太阳能电池板额定电压UBB求取太阳能电池板串联数；2)依据太阳能电池板按照环境，设定太阳能电池板并联数NBV初始值为允许最小值；3)根据负载日耗、与太阳能电池板阵列共同供电的蓄电池阵列最小总容量及两次最长连续阴雨天间隔数ND求取太阳能电池板最小日发电量QPmin；4)根据地理纬度、太阳能电池板倾斜角度求取正常工作时所需太阳能电池板最小额定电流IOCmin，并且依据IOCmin大小选取单体太阳能电池板；5)相同额定电压的太阳能电池板作为数据库，以数据库中最大单体太阳能电池板额定电流作为筛选条件，判断单体太阳能电池板额定电流是否超过允许最大单体太阳能电池板额定电流，若否，选取，转入步骤6)，若是，不选，则转入步骤7)；6)根据单体太阳能电池板价格、太阳能电池板串并联数、太阳能电池板在正常生命周期内的潜在故障概率和连接线缆潜在故障概率求取阵列的首次太阳能电池板成本、更换太阳能电池板成本、太阳能电池板连接线缆成本、阵列总成本和阵列潜在故障概率，并保存各计算结果；7)判断太阳能电池板并联数是否为允许最大值，若否，则转入步骤8)，若是，则转入步骤9)；8)太阳能电池板并联数自加1，并转入步骤4)；9)综合考虑阵列经济性及供电可靠性，计算对应太阳能电池板并联数的阵列综合系数；所述步骤6)具体计算公式如下：n＝NBHNBVY0B＝nMB Y H B = M B Σ k = 1 k = n C n k P B P F k ( 1 - P B P F ) n - k k ]]>YDB＝KDB(n+NBV-2)MBYB＝Y0B+YHB+YDBPBAPF＝1-(1-PBPF)n(1-PWPF)2n式中：n为单体太阳能电池板数量，Y0B为首次太阳能电池板成本、YHB为更换太阳能电池板成本、YDB为太阳能电池板连接线缆成本、YB为阵列总成本、PBAPF为阵列潜在故障概率；NBH为太阳能电池板串联数，NBV为太阳能电池板并联数，MB为单体太阳能电池板价格；PBPF为太阳能电池板在正常生命周期内的潜在故障概率，KDB为太阳能电池板阵列连接线缆成本系数，PWPF为连接线缆潜在故障概率。所述步骤9)中阵列综合系数KB的计算公式为： K B = Y B - Y B m i n Y B min + P B A P F ]]>式中：YBmin为所有太阳能电池板阵列方案中的最低总价。本专利技术的有益效果在于：本专利技术太阳能电池板阵列多目标优化设计方法，通过综合考虑两次最长连续阴雨天数及其最短间隔天数，可有效保证设备在阴雨时期设备的供电可靠性；通过单体太阳能电池板价格、太阳能电池板串并联数、太阳能电池板在正常生命周期内的潜在故障概率和连接线缆潜在故障概率求取阵列总成本和阵列潜在故障概率，对阵列经济性和供电可靠性有一定评价，综合考虑太阳能电池板阵列经济性和供电可靠性，进一步求取阵列综合系数，选取阵列综合系数最小值为最优设计方案，可有效提高太阳能电池板阵列的综合性能。附图说明图1为本专利技术太阳能电池板阵列多目标优化设计方法流程图。具体实施方式如图1所示，本专利技术提供的太阳能电池板阵列多目标优化设计方法，包括以下步骤：步骤S1，通过太阳能电池板阵列设计输出电压UBO和单体太阳能电池板额定电压UBB求取太阳能电池板串联数，太阳能电池板串联数最小值NBHmin计算公式为： N B H m i n = U B O U B B ]]>式中：太阳能电池板实际串联数NBH为不小于NBHmin的正整数，且最小值为1；步骤S2，依据太阳能电池板按照环境，设定太阳能电池板并联数NBV初始值为允许最小值；步骤S3，太阳能电池板因为受天气影响很大，一般与蓄电池同时进行供电，并且用同一控制器进行协调控制，所以首先根据负载额定功率WL和最长连续阴雨天数NL，求取蓄电池阵列最小总容量QBmin，其计算公式为： Q B m i n = 24 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种太阳能电池板阵列多目标优化设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)通过太阳能电池板阵列设计输出电压UBO和单体太阳能电池板额定电压UBB求取太阳能电池板串联数；2)依据太阳能电池板按照环境，设定太阳能电池板并联数NBV初始值为允许最小值；3)根据负载日耗、与太阳能电池板阵列共同供电的蓄电池阵列最小总容量及两次最长连续阴雨天间隔数ND求取太阳能电池板最小日发电量QPmin；4)根据地理纬度、太阳能电池板倾斜角度求取正常工作时所需太阳能电池板最小额定电流IOCmin，并且依据IOCmin大小选取单体太阳能电池板；5)相同额定电压的太阳能电池板作为数据库，以数据库中最大单体太阳能电池板额定电流作为筛选条件，判断单体太阳能电池板额定电流是否超过允许最大单体太阳能电池板额定电流，若否，选取，转入步骤6)，若是，不选，则转入步骤7)；6)根据单体太阳能电池板价格、太阳能电池板串并联数、太阳能电池板在正常生命周期内的潜在故障概率和连接线缆潜在故障概率求取阵列的首次太阳能电池板成本、更换太阳能电池板成本、太阳能电池板连接线缆成本、阵列总成本和阵列潜在故障概率，并保存各计算结果；7)判断太阳能电池板并联数是否为允许最大值，若否，则转入步骤8)，若是，则转入步骤9)；8)太阳能电池板并联数自加1，并转入步骤4)；9)综合考虑阵列经济性及供电可靠性，计算对应太阳能电池板并联数的阵列综合系数；10)通过比较选取阵列综合系数最小的设计方案，设计结束。...

【技术特征摘要】
1.一种太阳能电池板阵列多目标优化设计方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)通过太阳能电池板阵列设计输出电压UBO和单体太阳能电池板额定电压UBB求取太阳能电池板串联数；2)依据太阳能电池板按照环境，设定太阳能电池板并联数NBV初始值为允许最小值；3)根据负载日耗、与太阳能电池板阵列共同供电的蓄电池阵列最小总容量及两次最长连续阴雨天间隔数ND求取太阳能电池板最小日发电量QPmin；4)根据地理纬度、太阳能电池板倾斜角度求取正常工作时所需太阳能电池板最小额定电流IOCmin，并且依据IOCmin大小选取单体太阳能电池板；5)相同额定电压的太阳能电池板作为数据库，以数据库中最大单体太阳能电池板额定电流作为筛选条件，判断单体太阳能电池板额定电流是否超过允许最大单体太阳能电池板额定电流，若否，选取，转入步骤6)，若是，不选，则转入步骤7)；6)根据单体太阳能电池板价格、太阳能电池板串并联数、太阳能电池板在正常生命周期内的潜在故障概率和连接线缆潜在故障概率求取阵列的首次太阳能电池板成本、更换太阳能电池板成本、太阳能电池板连接线缆成本、阵列总成本和阵列潜在故障概率，并保存各计算结果；7)判断太阳能电池板并联数是否为允许最大值，若否，则转入步骤8)，若是，则转入步骤9)；8)太阳能电池板并联数自加1，并转入步骤4)；9)综合考虑阵列经济性及供电可靠性，计算对应太阳能电池板并联数的阵列综合系数；10)通过比较选取阵列综合系数最小的设计方案，设计结束。2.根据权利要求1所述太阳能电池板阵列多目标优化设计方法，其特征在于，所述步骤6)具体计算公式如下：n＝NBHNBVY0B＝nMB Y H B = M B Σ k = 1 k = n C n k P ...

【专利技术属性】
技术研发人员：李亚，樊汝森，杨俊杰，宋文战，张培，赵显伦，郑真，朱凯，马晔晖，
申请(专利权)人：上海电力学院，国网上海市电力公司，
类型：发明
国别省市：上海;31