光伏组件排布图纸的自动化生成方法技术

本发明专利技术涉及一种光伏组件排布图纸的自动化生成方法，根据光伏组件排布边界布局以及相关的几何信息，集成光伏设计中组件排布的优化算法，自动化完成优化的光伏组件排布，边界绘制以及相关工程信息，并完成相应的工程图纸全自动化设计，及工程图纸的交付。光伏面板、障碍物、阴影、边界各表示图层统一，制定行业标准，同时支持根据标准化光伏组件排布图纸，自动化生成数据；通过软件工程算法优化，上万个组件排布可以在10秒钟以内，实现图纸的自动化生成，可以提供商业的图纸出图服务，提升设计交付效率。

Automatic Generation Method of Photovoltaic Module Layout Drawings

The invention relates to an automatic generation method of photovoltaic module layout drawings, which integrates the optimization algorithm of module layout in photovoltaic design according to the layout boundary of photovoltaic module and related geometric information, automatically completes the optimized layout of photovoltaic module, boundary drawing and related engineering information, and completes the corresponding automatic design of engineering drawings and the delivery of Engineering drawings. \u3002 Photovoltaic panels, obstacles, shadows and boundaries are unified, and industry standards are formulated. At the same time, data can be generated automatically according to standardized layout drawings of photovoltaic modules. Through optimization of software engineering algorithms, tens of thousands of components can be automatically generated within 10 seconds, which can provide commercial drawing service and improve design delivery efficiency.

【技术实现步骤摘要】
光伏组件排布图纸的自动化生成方法
本专利技术涉及一种光伏设计技术，特别涉及一种光伏组件排布图纸的自动化生成方法。
技术介绍
自动化绘制光伏组件排布图，是光伏组件排布设计的终端环节，对光伏组件排布评审以及最终实际布置组件都起到很好的指导性作用，也是指导工程施工人员进行现场操作的唯一可视化文件，因此该工程文件被广泛重视。传统方式：当前进行光伏排布设计，都是依赖设计工程师，依靠技术经验，手工通过CAD工程软件进行相关组件排布设计，生成图纸，期间涉及大量人工的工作及手动的迭代，效率低下，质量参差不齐。一种设计光伏发电系统的方法和装置：导入待进行光伏发电系统设计的航拍图，获取用户在所述航拍图中建筑物的屋顶上对设计组件的拖放操作，根据所述拖放操作，在所述屋顶上排布所述设计组件，以进行光伏发电系统设计，通过类似拼图的简单的设计组件排布，解决光伏发电系统在具体建筑物屋顶上的设计排布问题。该方式没有进行算法的集成，不能进行多方案的比对，此外依然需要手动拖放组件实现排布设计，虽然提供了一种插件嵌入到CAD中，但是依然是一种半自动化的设计出图的方式；此外该种方式没有将图纸进行相应的标准化，也没有将工程图纸逆向转化成数据的功能。
技术实现思路
本专利技术是针对光伏设计工程师手工进行组件排布设计效率低的问题，提出了一种光伏组件排布图纸的自动化生成方法，依赖计算机自动化绘制组件排布文件，可以实现短时间内快速生成图纸。本专利技术的技术方案为：一种光伏组件排布图纸的自动化生成方法，具体包括如下步骤：1)获得数据信息：数据包括光伏排布的图片底图、底图的缩放比例因子；数据包括光伏排布的图片底图上具体的光伏组件详细信息，光伏组件详细信息包括按照顺序给出每个组件四个顶点的具体坐标，表示方位的三个顶点数据坐标，和该光伏组件所具有的文字说明信息；数据包括具有边界、阴影边界内轮廓、障碍物、障碍物内轮廓、障碍物外轮廓点集信息以及障碍物高度表述信息；2)对数据信息一次数据处理：2.1)第一遍扫描去除在边界阴影外轮廓之外或与边界阴影外轮廓相交的光伏组件；2.2)根据每一个光伏组件的四个顶点坐标，如果都在障碍物阴影外轮廓之外，判定为有效光伏组件；如既有在内部也有在外部，将该光伏组件排除；2.3)经过2.1)和2.2)两个步骤的排除方法，将不合理的光伏组件排除后得到组件排布区域，在排布区域进行各算法的真实功率计算，各算法的真实功率，具体的计算公式：其中Wi代表具体某一种算法的功率总数，wi代表第i个算法所排布的单个光伏组件的功率，j为光伏组件数，ki代表第i个算法所具有的总光伏组件数目，在W1,W2,...,Wn中求出功率的最大值，最大值其对应的绘制组件排布作为原始数据源，n为所选算法总数；3)对最优的数据进行二次数据处理：步骤2)所得的原始数据源作为二次处理的数据源，在其中任意选取一个光伏组件的数据，并使其中心平移到原点中心，具体实现步骤：3.1)将选取一个光伏组件的中心点作为原点坐标，根据平移将选取光伏组件的四个顶点的坐标平移到相对位置；3.2)将步骤1)中选取光伏组件的表示方位的三个顶点数据坐标，经过坐标变换平移到原点位置，其中原点为方位三个点的中心点，其他坐标依次变换，其次，根据如下方法在A、B、C、D四个顶点中将标注位置找出：已知A、B、C、D四个顶点坐标，角度方向和需要标注的光伏组件相关信息标注在角度方向的左下角，并记录标注点的坐标为后续的绘制做准备：3.2.1)构建角度的单位向量为并取AC的中心点为O，构建向量3.2.2)让分别与作内积，根据两个向量的内积的正负判断角度方向对应的两个点,取内积为正的两点；3.2.3)内积为正的两个点再分别与作外积，选出外积为正的一个点为为左下角位置顶点；3.2.4)根据左下角位置顶点位置，经过在光伏组件方向单位向量的反方向上平移设定位移的位置作为标注位置，用于角度方向和需要标注的光伏组件相关信息；其他的光伏组件排布信息只需要记录其中心点，根据与前选定的光伏组件的相对位置即可实现平移，完成二次数据处理，为后续的自动化绘制图纸做准备；4)标准化的模板准备：拷贝模板后，更改图纸模板名称，并将各组件以及边界、边界阴影外轮廓、边界阴影内轮廓、障碍物、障碍物阴影外轮廓、障碍物阴影内轮廓以及表述文本进行图层标准化定义，进行保存；5)组件的自动化定制：根据步骤3)的处理后数据，在步骤4)更改名称之后的模板图纸上，调用cad组件自动化生成步骤3)选定光伏组件块保存在绘制的cad图纸里面，并以原点作为光伏组件块的中心点，为批量化调用块做储备；6)生成光伏组件的排布图纸：经过底图比例缩放，将各个标注的信息绘制在图片的对应位置上，实现图片和绘制的数据几乎重合；根据步骤3)得到的每一个组件的中心坐标，和步骤5)定制化后的组件，在每一个组件的中心点上调用插入组件块，实现批量化调用块；根据步骤3)的数据源绘制带有标准线型的障碍物边界和阴影内外轮廓、边界轮廓和阴影内外轮廓，并在障碍物中心位置标注障碍物高度，实现障碍物轮廓、边界轮廓和图片上的重合。本专利技术的有益效果在于：本专利技术光伏组件排布图纸的自动化生成方法，集成光伏布局的优化算法，实现光伏工程图纸优化的内部快速迭代；根据数据流实现完全自动化生成光伏组件排布图纸，无需人工干预；光伏面板、障碍物、阴影、边界各表示图层统一，制定行业标准，同时支持根据标准化光伏组件排布图纸，自动化生成数据；通过软件工程算法优化，上万个组件排布可以在10秒钟以内，实现图纸的自动化生成，可以提供商业的图纸出图服务，提升设计交付效率。附图说明图1为本专利技术光伏组件排布图纸的自动化生成方法主流程图；图2为本专利技术标准化的组件排布图纸布局图；图3为本专利技术面板组件实体模型图；图4为本专利技术逆向过程生成数据结构流程图；图5为本专利技术根据组件的排布信息生成的设计实例图。具体实施方式如图1所示光伏组件排布图纸的自动化生成方法主流程图，具体包括如下步骤：第一步、获得数据信息：本数据由算法端(算法端的输入不属于本次专利的范围，但是其输出作为本次光伏组件排布图纸自动化生成方法的输入)生成的信息作为本次的输入，由于针对于某一个项目，可以经过多个算法得到不同的结果，而这不同的结果可以一次性传入系统端，该系统对其进行再次处理调优等操作，得到组件排布信息。针对某一个项目，算法端中的每一个算法都会生成以下数据作为本方法的输入：1、图片作为光伏排布的底图，同时包括底图的缩放比例因子；2、光伏排布的图片底图上具体的光伏组件详细信息，算法端会按照顺序给出每个光伏组件四个顶点的具体坐标，表示方位的三个顶点数据坐标，和该组件所具有的文字说明信息；3、具有边界、阴影边界内轮廓、障碍物、障碍物内轮廓、障碍物外轮廓点集信息以及其他的表述信息如障碍物高度等。第二步、对数据信息进行前处理(一次数据处理)：不同的算法得到不同的排布信息，根据功率的最大化原则，得到最佳的组件排布，在最优功率的选取过程中，特别的，该方法具体会根据相关算法去除一些不合理的面板组件，实现组件排布在给出的边界范围之内，确保组件排布符合真实的场景(如图2表示排布组件的示意图)。为了确保组件排布在组件排布区域之内，提供了如下方法：1、要保证组件排布在边界阴影的内轮廓之内，就要保证每一个长方形组件上的每一个顶点都本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏组件排布图纸的自动化生成方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)获得数据信息：数据包括光伏排布的图片底图、底图的缩放比例因子；数据包括光伏排布的图片底图上具体的光伏组件详细信息，光伏组件详细信息包括按照顺序给出每个组件四个顶点的具体坐标，表示方位的三个顶点数据坐标，和该光伏组件所具有的文字说明信息；数据包括具有边界、阴影边界内轮廓、障碍物、障碍物内轮廓、障碍物外轮廓点集信息以及障碍物高度表述信息；2)对数据信息一次数据处理：2.1)第一遍扫描去除在边界阴影外轮廓之外或与边界阴影外轮廓相交的光伏组件；2.2)根据每一个光伏组件的四个顶点坐标，如果都在障碍物阴影外轮廓之外，判定为有效光伏组件；如既有在内部也有在外部，将该光伏组件排除；2.3)经过2.1)和2.2)两个步骤的排除方法，将不合理的光伏组件排除后得到组件排布区域，在排布区域进行各算法的真实功率计算，各算法的真实功率，具体的计算公式：

【技术特征摘要】
1.一种光伏组件排布图纸的自动化生成方法，其特征在于，具体包括如下步骤：1)获得数据信息：数据包括光伏排布的图片底图、底图的缩放比例因子；数据包括光伏排布的图片底图上具体的光伏组件详细信息，光伏组件详细信息包括按照顺序给出每个组件四个顶点的具体坐标，表示方位的三个顶点数据坐标，和该光伏组件所具有的文字说明信息；数据包括具有边界、阴影边界内轮廓、障碍物、障碍物内轮廓、障碍物外轮廓点集信息以及障碍物高度表述信息；2)对数据信息一次数据处理：2.1)第一遍扫描去除在边界阴影外轮廓之外或与边界阴影外轮廓相交的光伏组件；2.2)根据每一个光伏组件的四个顶点坐标，如果都在障碍物阴影外轮廓之外，判定为有效光伏组件；如既有在内部也有在外部，将该光伏组件排除；2.3)经过2.1)和2.2)两个步骤的排除方法，将不合理的光伏组件排除后得到组件排布区域，在排布区域进行各算法的真实功率计算，各算法的真实功率，具体的计算公式：其中Wi代表具体某一种算法的功率总数，wi代表第i个算法所排布的单个光伏组件的功率，j为光伏组件数，ki代表第i个算法所具有的总光伏组件数目，在W1,W2,...,Wn中求出功率的最大值，最大值其对应的绘制组件排布作为原始数据源，n为所选算法总数；3)对最优的数据进行二次数据处理：步骤2)所得的原始数据源作为二次处理的数据源，在其中任意选取一个光伏组件的数据，并使其中心平移到原点中心，具体实现步骤：3.1)将选取一个光伏组件的中心点作为原点坐标，根据平移将选取光伏组件的四个顶点的坐标平移到相对位置；3.2)将步骤1)中选取光伏组件的表示方位的三个顶点数据坐标，经过坐标变换平移到原点位置，其中原点为方位三个点的中心点，其他坐标依次变换，其次，根据如下方法在A、B、C...

【专利技术属性】
技术研发人员：武权，郑天民，徐宁，张勋祥，宋强，张晨，潘亚露，
申请(专利权)人：远景能源南京软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32