微电站集群验算的区域性光伏计算平台制造技术

本发明专利技术是微电站集群模拟真实电站的区域性光伏计算平台，用于分布式电站的发电量认证。平台由多个带控制机构的遮阳伞与服务器构成，以伞尖为圆心，沿360

【技术实现步骤摘要】
微电站集群验算的区域性光伏计算平台


[0001]本专利技术是微电站集群模拟真实电站的区域性光伏计算平台，用于分布式电站的发电量认证，属于工业大数据领域。平台由多个带控制机构的遮阳伞与服务器构成，以伞尖为圆心，沿360
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安装环形的电池板阵列，多个遮阳伞形成微电站集群。服务器依据预先存储的区域内所有真实电站的基础数据，指令每个伞调整各电池板的安装方式，使得多个电池板形成不同方位角与倾斜角的微电站，包含某个地区所有真实电站的形态。平台以微电站集群模拟某个地区所有的真实电站，每天测量并建立微电站集群的发电量数据库，通过数据对比实现分布式电站的发电量可信认证，既为光伏发电的碳减排计算提供参考数据，又能建立各地区的太阳能辐射强度分布图。

技术介绍

[0002]根据统计，2020年，国内光伏发电新增装机数据为48.2GW，累计装机达到253GW，预计每年持续增长50～60GW，全球范围的巨额新能源投资，带来大量新增的分布式电站，这些中小电站面对两个核心问题，一是如何纳入碳交易市场，建立可信的碳指标认证体系，二是如何验算电站的发电效率，在既定条件下达到最优。
[0003]国内的碳指标认证源于联合国的CDM机制，属于第三方认证体系，需要签约认证机构，编写正式减排量报告，提交审查，核准通过后，每次签发还需要编写报告，经第三方核查后，获得碳减排量的签发。第三方认证的成本过高，周期太长，对广大中小电站完全不合适。分布式电站建设中，由于缺乏太阳能辐射数据和发电量基准，业主只能依据常识设计电池板的布置方式，并不知道完工的电站是否高效，导致很多电池板没有得到合理应用。
[0004]注意到上述问题，本专利技术提出一种以带控制机构的遮阳伞为硬件的微电站验算平台，控制机构包含主机、GPS模组、方位传感器、伺服电机及无线模块，并以伞尖为圆心，沿360
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安装环形的电池板阵列，各电池板模拟出不同方位角与倾斜角的真实电站，通过数据对比去复核真实电站的发电数据。

技术实现思路

[0005]影响太阳能发电量的因素很多，主要有以下几方面：
[0006]1.太阳辐射强度
[0007]在光伏电站实际装机容量一定的情况下，光伏系统的发电量是由太阳的辐射强度决定的，太阳辐射量与发电量呈正相关关系，每个地区的太阳辐射强度是一定的。
[0008]2.组件安装方式
[0009]不同倾斜角度的电池板所受辐射量不一样，根据太阳高度角可确定最佳倾斜角；不同方位角度的电池板效率不一样，正南向布置(北半球)效率最高，方位角为0
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，其他角度都会带来发电量损失。
[0010]3.逆变器容量配比
[0011]逆变器容量配比指逆变器的额定功率与所带光伏电池板总功率的比例，用于交直
流转换。
[0012]4.组件一致性
[0013]组件性能尽可能一致，如果有差异，串联会由于电流差异造成电流损失，并联会由于电压差异造成电压损失。
[0014]5.组件遮挡
[0015]组件遮挡包括灰尘遮挡、积雪遮挡、杂草、树木、电池板及其他建筑物等遮挡，遮挡会降低组件接收到的辐射量，影响组件散热。
[0016]影响发电量的两大关键因素是太阳辐射强度与电池板安装方式，前者是先天条件，可以通过大数据测量获得，后者是设计要素，可以人为调整达到最优解。安装方式中，方位角是方阵的垂直面与正南方向的夹角，向东偏设定为负角度，向西偏设定为正角度。倾斜角是方阵平面与地平面的夹角，设计要求在全年辐射量最弱的月份能得到最大的太阳辐射量，这样会使倾斜角过大，导致夏季获得的辐射量偏少，影响总发电量。可以看出，找到某个地区最合适的安装方式，需要进行大范围的模拟实验。
[0017]本专利技术以一种带控制机构的遮阳伞作为硬件，以伞尖为圆心，沿360
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安装环形的电池板阵列，其控制机构包括主机、GPS模组、方位传感器、伺服电机及无线模块，主机用于处理数据与生成指令，计算各电池板的方位角与倾斜角，GPS模组用于区域定位，获取遮阳伞的经纬度数据，方位传感器用于测量南北朝向和水平度，主机据此调整电池板的方位角与倾斜角，伺服电机用于驱动工作机械，依据主机的指令转动伞杆与电池板支架，无线模块用于连接服务器，汇总各电池板的安装方式与发电数据。由此可见，遮阳伞通过调整多个电池板的方位角与倾斜角，可以模拟各种安装方式的分布式电站。
[0018]本专利技术的工作流程如下：
[0019]第一步，平台由多个带控制机构的遮阳伞与服务器构成，伞安装后，其GPS模组确定坐标后，通过无线模块发送到服务器，服务器的数字地图把全国分为多个计算区，每个伞都归属于某个计算区。服务器依据预先存储的该区所有的真实电站的电池板类型与安装方式，发送指令给各伞的主机，调整各电池板的安装方式，确保至少一个电池板模拟一个真实电站，两者的方位角与倾斜角完全一致。如果电池板的数量不够，平台会发信息给操作员，要求增加更多的遮阳伞，确保所有真实电站都有模拟的微电站。
[0020]第二步，遮阳伞分别接收需要模拟的真实电站的基础数据，其方位传感器测量出南北朝向和水平度后，主机据此计算各电池板的方位角与倾斜角，然后指令伺服电机工作，转动伞杆与电池板支架，完成各电池板的姿态调整，形成微电站集群。微电站的数量必须大于真实电站的数量，而且越多越好，且至少有1个微电站的方位角为0
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，倾斜角为0
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，如果电池板数量多余，以多个微电站模拟一个真实电站，发电量计算会更准确。
[0021]第三步，各遮阳伞的主机每天记录所属电池板的发电量，通过无线模块发送到服务器，在服务器建立微电站集群的发电量数据库，这些数据映射该计算区所有的真实电站，且数据来自区内的不同位置的微电站，最大限度排除局部日照条件的影响，通过对这些微电站的大数据分析，计算出某个地区光伏系统的单位发电量。真实电站的发电量还受到逆变器配比、组件一致性及遮挡情况的影响，微电站都是单独的电池板，不使用逆变器，也没有遮挡，不产生额外电力损失，理论上说，其单位发电量是最高的，可以作为真实电站的复核依据。
[0022]第四步，为了精确模拟真实电站，业主上传真实电站的基础数据到服务器，至少包含电池板类型及电池板的方位角与倾斜角，电池板分为单晶硅、多晶硅、非晶硅、薄膜电池等类别，发电效率有差异，平台依据业主的上传数据，指令操作员更换不同类别的电池板，对该地区的电站模拟会更精确。
[0023]综上所述，本专利技术是微电站集群模拟真实电站的光伏计算平台，通过环形电池板阵列的组合，模拟出不同方位角与倾斜角的真实电站，建立区域性的光伏发电大数据库，用于真实电站的发电量复核，具有很高的可信度，长期运行后，还能够计算出各地区的太阳辐射强度分布，成为光伏设计的理论依据。
[0024]有益效果
[0025]本专利技术提出一种以带控制机构的遮阳伞为硬件的微电站验算平台，每个伞均安装环形的电池板阵列，并让电池板模拟不同方位角与倾斜角的真实电站，多个遮本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微电站集群模拟真实电站的区域性光伏计算平台，由多个带控制机构的遮阳伞与服务器构成，其特征是：控制机构包括主机、GPS模组、方位传感器、伺服电机及无线模块，并以伞尖为圆心，沿360
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安装环形阵列的电池板，其中，主机用于处理数据与生成指令，计算电池板的方位角与倾斜角，GPS模组用于区域定位，获取遮阳伞的经纬度数据，方位传感器用于测量南北朝向和水平度，主机据此调整电池板的方位角与倾斜角，伺服电机用于驱动工作机械，依据主机的指令转动伞杆与电池板支架，无线模块用于连接服务器，汇总各电池板的安装方式与发电数据；服务器的数字地图把全国分为多个计算区，每个遮阳伞都归属于某个计算区，服务器依据预先存储的该计算区所有真实电站的电池板类型与安装方式，发送指令给各遮阳伞的主机，调整各电池板的安装方式，确保至少一个电池板模拟一个真实电站，两者的方位角与倾斜角完全一致；遮阳伞的主机每天记录所属电池板的发电量，并通过无线模块发送到服务器，在服务器建立微电站集群的发电量数据库，这些数据映射该计算区所有的真实电站，且数据来自区内的不同位置的微电站，通过对这些微电站的大数据分析，计算出某个地区光伏系统的单位发电量。2.根据权利要求1所述的光伏计算平台，其特征是遮阳伞上的电池板及环形阵列的数量均可根据需要增减，每个伞至少有1个环形阵列，每个阵列的电池板数量不少于4个...

【专利技术属性】
技术研发人员：迮海兵，尹梦寒，刘渊，
申请(专利权)人：伞亮上海智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：