[發(fā)明專利]一種光伏陣列輻照度傳感器的布置方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910745673.2 | 申請(qǐng)日: | 2019-08-13 |
| 公開(kāi)(公告)號(hào): | CN110487397B | 公開(kāi)(公告)日: | 2021-05-11 |
| 發(fā)明(設(shè)計(jì))人: | 戚軍;童輝;周丹 | 申請(qǐng)(專利權(quán))人: | 浙江工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號(hào): | G01J1/02 | 分類號(hào): | G01J1/02 |
| 代理公司: | 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201 | 代理人: | 王兵;黃美娟 |
| 地址: | 310014 浙*** | 國(guó)省代碼: | 浙江;33 |
| 權(quán)利要求書(shū): | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū): | 查看更多 |
| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 陣列 輻照 傳感器 布置 方法 | ||
1.一種光伏陣列輻照度傳感器的布置方法,具體步驟如下:
步驟1:確定輻照度傳感器安裝的數(shù)量J;具體包括:
步驟1.1:由N塊光伏組件構(gòu)成的光伏陣列,布置輻照度傳感器數(shù)量記為J,J=2,3,...,N;定義光伏組件在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件下,每塊光伏組件最大功率點(diǎn)處的電壓和電流分別為UMPP和IMPP,無(wú)遮陰光伏組件表面輻照度為αW/m2,受遮陰光伏組件表面輻照度為βW/m2;
步驟1.2:通過(guò)排列組合,構(gòu)造I塊光伏組件受遮陰時(shí)光伏陣列所有可能的陰影分布,I=1,2,...,N,記陰影分布類型數(shù)為YI,所有陰影分布類型總數(shù)Y;
步驟1.3:當(dāng)輻照度傳感器的數(shù)量為J,輻照度檢測(cè)失敗時(shí)的誤差功率記為Pe,當(dāng)傳感器全部處于遮陰區(qū)域時(shí)的誤差功率記為PJ_Shade,當(dāng)傳感器全部處于光照區(qū)域時(shí)的誤差功率為PJ_Light,此時(shí)的平均誤差系數(shù)記為ζJ,計(jì)算公式如下:
步驟1.4:根據(jù)步驟1.3中計(jì)算的平均誤差系數(shù)ζJ,繪制平均誤差系數(shù)曲線ζ-J;
步驟1.5:根據(jù)步驟1.4繪制的平均誤差系數(shù)曲線,確定輻照度傳感器的最優(yōu)數(shù)量J;
步驟2:按照步驟1所確定的輻照度傳感器的數(shù)量,以各傳感器兩兩之間的距離之和最大,建立包含目標(biāo)函數(shù)和約束條件的優(yōu)化模型如下:
式中,mk,mi和nk,ni分別表示第k,i個(gè)傳感器的橫坐標(biāo)和縱坐標(biāo),r和l分別表示傳感器實(shí)際可布置點(diǎn)所形成的新陣列的行數(shù)和列數(shù),Z表示整數(shù);
步驟3:運(yùn)用優(yōu)化算法求解步驟2中建立的優(yōu)化模型,獲取所有輻照度傳感器布置位置的坐標(biāo)值;所述的運(yùn)用優(yōu)化算法求解步驟2中建立的優(yōu)化模型,采用粒子群優(yōu)化算法,具體包括:
步驟3.1:設(shè)置粒子群的種群大小M、最大迭代次數(shù),初始化各粒子的速度和位置,其中粒子的位置代表了輻照度傳感器所在位置;
步驟3.2:將步驟2中所建立的優(yōu)化模型中的目標(biāo)函數(shù)作為粒子群優(yōu)化算法的適應(yīng)度函數(shù),計(jì)算各粒子的適應(yīng)度值;
步驟3.3:根據(jù)步驟3.2計(jì)算的適應(yīng)度值,篩選并記錄當(dāng)前粒子群所對(duì)應(yīng)的個(gè)體最優(yōu)值pi和全局最優(yōu)值pg;
步驟3.4:對(duì)每個(gè)粒子,根據(jù)步驟3.3所記錄的個(gè)體最優(yōu)值pi和全局最優(yōu)值pg,更新各粒子的速度vi和位置xi,更新公式如下:
式中,i=1,2,...,M,M為種群大小,c1和c2為學(xué)習(xí)因子,w為慣性常數(shù),r1和r2為[0,1]范圍內(nèi)的均勻隨機(jī)數(shù),vi是粒子i的速度,xi為粒子i的位置;
步驟3.5:判斷算法進(jìn)程是否達(dá)到最大迭代次數(shù),若是,則輸出優(yōu)化結(jié)果;否則返回步驟3.2;
步驟4:建立篩選函數(shù),重復(fù)步驟3的優(yōu)化算法運(yùn)行T次后,篩選出滿足各傳感器兩兩之間的最短距離最大的最優(yōu)解;建立篩選函數(shù),具體包括:
步驟4.1:第t次執(zhí)行步驟3中的優(yōu)化算法后,計(jì)算各輻照度傳感器兩兩之間距離的最小值dt,并將dt存入中間矩陣D中,其實(shí)現(xiàn)公式如下:
其中,T為重復(fù)運(yùn)行優(yōu)化算法的總次數(shù);
步驟4.2:取中間矩陣D的最大值,其實(shí)現(xiàn)公式如下:
其中,ds表示第s次運(yùn)行優(yōu)化算法后各輻照度傳感器兩兩之間距離的最小值,也就是說(shuō),ds為中間矩陣D中的最大值;
步驟4.3:選取第s次執(zhí)行優(yōu)化算法后保存的優(yōu)化結(jié)果輸出;
步驟5:繪制光伏陣列輻照度傳感器最優(yōu)布置圖。
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