【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的茶光互补光伏电站监测系统及方法
[0001]本专利技术属于茶光互补光伏发电
，具体涉及一种基于数字孪生的茶光互补光伏电站监测系统及方法。
技术介绍
[0002]在国家重大能源战略目标的推动下，我国光伏行业发展迎来了广阔前景。
[0003]茶树原生于亚热带，在它系统发育过程中，逐渐形成了喜湿、耐阴的习性。光照强度不仅与茶叶产量有关，而且对茶叶品质形成也有重要影响。在一定的遮阴条件下，表现出氨基酸和叶绿素含量增加，茶多酚含量减少，有助于降低茶的苦涩，增加鲜爽味。茶光互补光伏发电作为“光伏+”项目的一种新型模式，近年来各地不断涌现茶光互补示范项目。通过在茶树上架设透明双玻组件，既不影响茶树生长，还将空间立体高效利用，大大提高土地和光能利用率，同时相较于露天茶树，光伏板下的茶树产量可以提高20%，真正实现了农业与光伏产业的互补，光伏发展和茶叶生产的双赢。但在实际生产应用中，可能会由于茶光互补光伏组件布置方案的不合理影响光伏发电项目的发电量、茶叶的产量和品质。因此，如何优化茶光互补系统的光伏组件布置方案...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的茶光互补光伏电站监测系统，其特征在于，基于物理空间内的光伏发电系统和茶叶地形分布，经数字孪生镜像到虚拟空间内构成；所述的茶光互补光伏电站监测系统包括：数据采集模块，用于实时获取并存储物理空间内的气象数据及影响茶叶品质和产量的主要因素信息；设备监测模块，用于实时监测并反馈茶光互补光伏电站监测系统的工作状态；还用于结合所述的主要因素信息对茶叶内的成分进行检测；设备控制模块，用于根据所述的气象数据和主要因素信息，构建控制策略，以控制茶光互补光伏电站监测系统的运行过程；构建控制策略的过程如下：将茶园地形分布、环境温度和降雨量作为状态输入量，将光伏板倾斜角度、太阳入射角作为动作输入量，通过深度学习对动作输入量进行建模，在设备控制模块内创建一套适用于茶光互补光伏电站监测系统的光伏板倾斜角度控制策略。2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的茶光互补光伏电站监测系统，其特征在于，还包括设备运维模块，用于茶光互补光伏电站监测系统运行过程中异常事件的故障位置诊断，及时给出相应的排障建议。3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的茶光互补光伏电站监测系统，其特征在于，还包括用户管理模块，用于登录账号权限的管理。4.一种优化调控方法，基于权利要求1
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3任一所述的基于数字孪生的茶光互补光伏电站监测系统，其特征在于，在基于气象数据、光伏支架选择和光伏支架基础条件下，通过改变光伏布置，模拟茶光互补光伏电站监测系统的运行结果，再经优化模型获得不同的光伏组件布置方案；最后在各光伏组件布置方案中寻找出使得光伏发电量、茶叶产量和品质最优的一组光伏组件布置方案；所述的优化模型包括正交设计或拉丁超立方设计。5.根据权利要求4所述的优化调控方法，其特征在于，包括下述步骤：步骤1：采集并设定气象数据；通过数据采集模块采集物理空间内的气象数据，并分类保存；所述的气象数据包括环境温度、降雨量、空气湿度和太阳能辐射数据；步骤2：建立茶叶产量和品质检测数据库；首先，基于所录入茶树生长的主要习性特征，统计影响茶叶品质和产量的主要因素信息，将其储存至数据采集模块；其中，影响茶叶品质的主要因素信息包括空气湿度、光照强度，影响茶叶产量的主要因素信息包括茶树品种、茶树龄；其次基于设备监测模块，对茶叶中的含水量、茶多酚、氨基酸、咖啡碱、水浸出物、儿茶素、黄酮醇及其苷类和香气成分进行检测分析；步骤3：在设备控制模块内通过深度学习对动作输入量建模，构建光伏板倾斜角度的控制策略；步骤4：选取光伏支架及光伏支架基础；根据安装难度和施工周期选择光伏支架及光伏支架基础，并在茶光互补光伏电站监测系统内建立仿真模型；同时，计算满足光伏支架及光伏支架基础所承受永久载荷、风载荷和雪载荷下的光伏组件间距阈值；步骤5：驱动设备控制模块，将数据采集模块采集的气象数据和主要因素信息转化为统一的数字信息，在设备控制模块内，对茶光互补光伏电站监测系统进行参数化调节；步骤6：设计光伏组件布置方案；将光伏组件间距和光伏板倾斜角度作为设计变量；在设备控制模块内，基于步骤4的光伏组件间距阈值，将光伏组件之间的间距分别设置为：南
北方向间距d波动范围0≤d≤x，东西方向间距e波动范围0≤e≤y，其中，x，y分别为对应间距的最大阈值；对于光伏板倾斜角度则根据设备控制模块内的光伏板倾斜角度的控制策略实时调整，采集倾斜面辐射量，通过公式（2）计算出光伏发电量；通过调整光伏组件间距和光伏板倾斜角度，采用优化模型获得不...
【专利技术属性】
技术研发人员：张猛，熊晶，韦霁轩，
申请(专利权)人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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