
技术摘要:
本发明公开了一种推测直射辐照比例的方法,包含下述步骤:S1:使用两个以上辐照计分别采集水平总辐照及斜面总辐照;S2:根据水平总辐照预设晴天指数,得到水平直射辐照及水平散射辐照,根据斜面辐照模型计算理论斜面辐照;S3:晴天指数推演,将理论斜面辐照与实测斜面 全部
背景技术:
全球化石能源短缺,可再生能源的开发和利用得到了各界的广泛关注。太 阳能光 伏发电因其资源丰富、分布广泛,且绿色环保等特点,近些年得到了快 速发展。 为提高光伏系统的发电量,光伏发电技术不断革新。平单轴、斜单轴跟及 双轴跟 踪系统使光伏组件接收到更多的辐照,发电量大幅提升。而双面光伏组 件的研发、光伏系 统的能效评估等可以进一步提升光伏系统的发电量,光伏发 电的发展进程从量的增加进 入到了质的提升。 双面组件 跟踪支架系统、系统能效评估等创新技术在应用环节都需要基础 的输 入条件来实现发电量的优化,比如每天的天气状况,即各时刻的辐照值, 包括直射辐照及 散射辐照,而目前大部分光伏电站通常只配备一个辐照仪,只 能测量水平总辐照,并未测 量直射辐照及散射辐照,无法细致评估当前真实的 天气状况,因此在系统能效分析如PR值 的计算、跟踪系统何时放平(阴天放平 接受到的散射辐照最大)以及双面组件 跟踪支架系 统优化角度的计算等方面存 在困难与挑战。 现有技术中的双轴跟踪系统气象站,如Kipp&Zonen的RaZON 一体式太阳 能监控 系统,约有12万,以及锐研智华的RYQ-SAT3全自动跟踪太阳辐射仪, 约有5万,可采集水平 总辐照及水平散射辐照,计算得到水平直射辐照,从而 评估当前的天气状况。但是,设备成 本较高,实际应用受到很大的限制。 另外,一些专利文献中提到使用光敏传感器评估当前的天气状况,如:在 申请号 为201810126342.6,名称为“太阳能电池板自动追光系统”的中国专利 申请文件中,以及, 公布号为CN103809617B,名称为“光伏发电双轴跟踪系统 的控制方法”的专利文献中,均使 用了光敏传感器作为光照强度检测模块的传 感器,但是,这类方法的弊端是当云层遮挡 时,光敏传感器无法检测直射光, 则认为是阴天,但其实并非阴天,存在误判,同时光敏传 感器的可靠性不高, 且为了达到监测效果,需要使用较多数量的该类传感器,这在一定程 度上增加 了应用成本,导致应用性不高。
技术实现要素:
为了解决上述问题,本发明提供了一种推测直射辐照比例的方法, 可以解决现有技术中存在误判天气状况的问题,成本较低可靠性高且维护 方便。 为此,本发明采用如下技术方案: 一种推测直射辐照比例的方法,其特征在于:包含下述步骤: S1:使用两个以上辐照计分别采集水平总辐照及斜面总辐照; S2:根据水平总辐照预设晴天指数,得到水平直射辐照及水平散射辐照, 根据斜 4 CN 111596381 A 说 明 书 2/8 页 面辐照模型计算理论斜面辐照; S3:晴天指数推演,将理论斜面辐照与实测斜面辐照做对比,确定晴天指 数区间, 最后通过插值法推测当前晴天指数。 进一步地,在步骤S1中,分别用两个以上辐照仪测量水平总辐照及斜面总 辐照, 所述斜面总辐照中的斜面倾角,在固定倾角光伏系统中为固定倾角,在 跟踪支架光伏系统 中为根据纬度设定的角度。 进一步地,在步骤S2中,所述斜面辐照模型中,斜面总辐照由斜面直射辐 照、斜面 散射辐照及斜面反射辐照构成。 进一步地,在步骤S2中,所述斜面总辐照通过下述方法计算获得: S2-1:根据项目地经纬度及所在地的平太阳时,计算当地真太阳时以及表明 时间 变化的时角和赤纬角: 真太阳时: 其中120为示例,即120°经度,北京 时间 所取的经度值,T为当地时间,L为当地经度,ΔT为某日真平太阳时差; 时角计算公式:ω=15*(ST-12), 赤纬角计算公式: 其中nd为一年中的第几天, 如 春分日为3月20日,为第80天; S2-2:计算太阳天顶角θZ: S2-3:计算太阳入射角θi: 其中 为当地纬度,a为辐照仪安装 倾 角,γ为辐照仪安装方位角; S2-4:斜面辐照模型:斜面辐照包括三个部分: A:斜面直射辐照Bf,其中,Bf=In*Rb,其中In为水平直射辐照, B:斜面散射辐照Df,其中,Df=Id*Rd,其中Id为水平散射辐照, 其中:天空清晰度因子FHay=In/H0, 大气层外垂直太阳光线方向上的辐照度H0, ωs为日出/日落时角; C:斜面反射辐照Rf,其中: 其中 ρ为地表反射 率。 5 CN 111596381 A 说 明 书 3/8 页 进一步地,在步骤S3中,所述晴天指数推演法,包括如下步骤: S3-1:定义晴天指数(s)概念: 晴天指数(s)=水平直射辐照(In)/水平总辐照(Ih),即直射辐照比例; 晴天指数 (s)取值范围为[0,1]; S3-2:计算晴天指数(s): S301:通过两个以上辐照仪获取水平总辐照数据及斜面总辐照数据; S302:在取值范围[0,1]内,等差地假设数个晴天指数,分别求得各晴天指 数下对 应的直射辐照和散射辐照值; S303:通过直射辐照及散射辐照计算各个晴天指数下的斜面辐照; S304:将实测的斜面辐照与计算的斜面辐照做对比; S305:判断实际斜面辐照落于哪个晴天指数区间,将该晴天指数区间作为 当前的 晴天指数,初步判定天气状态。 S306:利用插值法评估当前晴天指数值。 本发明通过使用两个以上(包括两个)辐照计分别测量水平辐照及斜面辐照, 经 过基于斜面辐照模型的晴天指数推演法,得到当前的直射辐照比例,从而评 估当前的天气 状况。同时,本发明可为后续数据分析提供必要的基础辐照信息, 也可为跟踪支架在不同 天气状况下的优化角度计算提供必要输入条件如排除 “伪阴天”状态,判别“阴天放平”等。 与现有技术相比,本发明的有益效果主要体现在: 1.仅在常规电站数据采集的基础上只增加一个辐照计,增加设备成本不高, 且简 单易行; 2.通过本发明提供的方法可评估当前的晴天指数,即天气状况,为数据分 析、挖 掘,能效评估做准备,同时为跟踪系统跟踪角度优化提供输入条件; 3.更重要的是,本发明可排除“伪阴天”现象,如当一片云遮挡气象站, 则无直射 辐照,此时气象站判断天气状况为阴天,使用光敏传感器作为光照强 度检测模块的仪器同 样存在这种“伪阴天”现象,本发明可有效地规避此种现 象。本发明的其它优点、目标和特 征将部分通过下面的说明体现,部分还将通 过对本发明的研究和实践而为本领域的技术 人员所理解。 附图说明 图1是本发明流程图; 图2是本发明晴天指数推演法的整体计算流程图; 图3是本发明辐照采集示意图; 图4是本发明实测晴天指数与推测晴天指数对比图。