[發明專利]用于光伏電站設計的地區太陽能資源豐富程度評估系統

無效

• 申請號: 201110004954.6
• 申請日: 2011-01-12
• 公開（公告）號: CN102073791A
• 公開（公告）日: 2011-05-25
• 發明（設計）人: 徐青山;臧海祥;卞海紅
• 申請（專利權）人: 東南大學
• 主分類號: G06F19/00
• 分類號: G06F19/00;H02N6/00
• 代理公司: 南京天翼專利代理有限責任公司 32112
• 代理人: 朱戈勝

技術領域

本發明屬于光伏電站設計技術領域的系統，具體是一種用于光伏電站設計的地區太陽能資源豐富程度評估系統。

背景技術

能源是人類社會存在與發展的物質基礎。根據中國國家統計局2009年國家經濟和社會發展統計公報，2009年全年能源消費總量31.0億噸標準煤，比上年增長6.3％。中國作為世界第二大能源消費國，面臨著快速增長的能源需求和日益嚴重的環境問題的雙重壓力。太陽能是一種清潔的可再生能源，受到了我國政府的高度重視。我國國土面積2/3以上的年太陽能輻射量超過60億焦耳/平方米，每年地表吸收的太陽能大約相當于1.7萬億噸標準煤的能量，具有良好的太陽能利用條件，據此，我國太陽能光伏發電擁有廣闊的應用前景。根據國家發改委的中國可再生能源產業發展報告，我國光伏發電規劃目標2020年達到200萬千瓦，2040年發電裝機容量將超過2億千瓦。因此，光伏電站的設計顯得尤為重要。

太陽輻射數據是太陽能應用中最基礎、最重要的參數，是地區光伏電站設計、評估太陽能資源的重要依據。目前，國外多采用通過太陽輻射的實測數據，擬合出太陽輻射經驗公式，再利用經驗公式預測太陽輻射數據的方法。國內目前在這方面的研究還較少，只有少數地區擬合出了一些簡單的太陽輻射經驗公式，而這些公式的適用范圍受到地域和氣候的限制。因此，該領域迫切需要提出一種能夠廣泛應用的獲取太陽輻射數據的方法，用于光伏電站設計的地區太陽能資源豐富程度評估，從而滿足太陽能資源利用的需求。

發明內容

技術問題：本發明針對國內光伏電站設計的工程應用的需要，提出了一種用于光伏電站設計的地區太陽能資源豐富程度評估系統，可廣泛應用于太陽能相關領域的科學研究和工程應用。

技術方案：本發明提出的用于光伏電站設計的地區太陽能資源豐富程度評估系統，包括：氣象觀測系統、數據采集模塊、綜合運算模塊、評估量化值獲取模塊、太陽能資源評價模塊，其中：

數據采集模塊從氣象觀測系統中采集的四種氣象參數的8種指標分別為：溫度的日最高值、日最低值、日平均值，大氣相對濕度的日最低值、日平均值，風速的日最高值、日平均值，太陽輻射的日總輻射值，并將采集的數據傳輸給綜合運算模塊；

綜合運算模塊利用代表性氣象年月方法對數據采集模塊采集的氣象數據進行運算、分析，生成地區全年逐日的代表性太陽總輻射數據，并將該生成的數據傳輸給評估量化值獲取模塊；

評估量化值獲取模塊對綜合運算模塊生成的全年逐日太陽總輻射數據進行疊加，獲得太陽總輻射的年總量，即評估量化值；

太陽能資源評價模塊建立評價體系，并將評估量化值中獲取模塊獲得的量化值與評價體系進行比對，得到太陽能資源豐富程度評價結果。

所述綜合運算模塊利用代表性氣象年月方法進行計算的步驟包括：

1)分布函數計算：根據采集的8種氣象指標的相關數據，分別計算各個指標各月的長期分布函數和每年該月的短期分布函數；

2)統計量FS運算：計算歷年各月的8種氣象指標的統計量FS；

3)FS值的加權運算：根據計算出的歷年各月的8種氣象指標的FS值和給定的權重系數，對所有指標的FS值進行加權綜合統計，得到加權統計值WS；

4)候選月的選取：對應于每個月，選取相應的加權統計值WS最小的5個月作為該月的候選月；

5)代表月的選擇：對應于每個月，計算其5個候選月的日總太陽輻射值與其歷年的平均值之間的均方根誤差，選擇誤差最小值的月份作為代表月；

6)代表年的構成：將12個代表月組合起來，構成代表氣象年；

7)代表性輻射數據的生成：根據構成的代表氣象年，生成全年逐日的代表性太陽輻射數據。

所述綜合運算模塊的步驟(1)中的8種氣象指標的長期、短期分布函數的計算公式為：