[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

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U_MPP和I_MPP，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Y_I，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P_e，當(dāng)傳感器全部處于遮陰區(qū)域時(shí)的誤差功率記為P_J__Shade，當(dāng)傳感器全部處于光照區(qū)域時(shí)的誤差功率為P_J__Light，此時(shí)的平均誤差系數(shù)記為ζ_J，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)ζ_J，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，m_k，m_i和n_k，n_i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p_i和全局最優(yōu)值p_g；

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p_i和全局最優(yōu)值p_g，更新各粒子的速度v_i和位置x_i，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)，v_i是粒子i的速度，x_i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d_t，并將d_t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，d_s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)，d_s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。