[發明專利]一種光伏陣列輻照度傳感器的布置方法

有效

• 申請號: 201910745673.2
• 申請日: 2019-08-13
• 公開（公告）號: CN110487397B
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 戚軍;童輝;周丹
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01J1/02
• 分類號: G01J1/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

本發明涉及光伏發電系統運行條件檢測領域，提供了一種光伏陣列上輻照度傳感器布置方法，包括設計了光伏陣列輻照度傳感器布置方法的具體步驟：首先運用光伏陣列輻照度傳感器布置數量確定方法確定了輻照度傳感器布置數量，接著以各傳感器兩兩之間的距離之和最大為目標建立優化模型，并利用高效的智能優化算法求解優化模型，最后，運用篩選函數篩選出滿足各傳感器兩兩之間的最短距離最大的最優解，繪制出光伏陣列輻照度傳感器的最優布置圖。本發明輻照度傳感器的布置數量少、布置位置更優，簡單易操作、算法運行速度快，為光伏陣列上布置輻照度傳感器提供了解決辦法。

技術領域

本發明涉及光伏發電系統中光伏陣列上輻照度傳感器的布置方法，屬于光伏發電系統運行條件檢測領域。

背景技術

為了解決日益嚴峻的能源危機和環境問題，并隨著傳統能源的枯竭與大眾環保意識的提高，無污染、分布廣且易獲取的太陽能日益受到重視。太陽能光伏發電是對太陽能有效利用的主要形式，并成為了繼風力發電之后主要的新能源發電方式。近年來光伏組件價格的降低以及政府補貼政策的出臺，光伏發電裝機容量飛速增長，其中包括大容量的荒漠光伏電站、分散式的中小容量建筑光伏系統。

光伏陣列通常由大量光伏電池以一定的串并聯結構組成，以此獲取所需的光伏輸出電壓和功率。為防止出現熱斑現象與支路電能倒送現象，光伏陣列還裝設有旁路二極管與防逆二極管。采用集中輸出控制的光伏陣列受均勻光照時，光伏陣列的輸出功率-電壓(P-U)特性曲線呈單峰狀，傳統最大功率點跟蹤(MPPT)方法可以很容易跟蹤到最大功率點(MPP)；但當陣列受局部遮陰時，局部陰影不僅會削弱光伏陣列潛在的最大功率輸出能力，二極管的存在還會導致光伏陣列輸出特性復雜化、多峰化，給MPPT控制、重構優化、發電功率預測等帶來很大困難。

針對上述技術的不足，本發明提出了一種在光伏陣列上布置輻照度傳感器的方法，實現了對光伏陣列上輻照度的測量。而在不同的局部陰影條件下，光伏陣列所接收到的太陽光輻照度可能存在差異，理論上可以通過密集布置輻照度傳感器的方法，實現對光伏陣列中各個位置輻照度的測量。但大量的傳感器意味著建設成本高和系統復雜化，無法實現廣泛應用。若對局部陰影形狀準確度測量要求越高，傳感器的數量將成倍增加。因此，在光伏陣列輻射度傳感器布置技術的研究對光伏發電系統的穩定運行具有重要意義。

發明內容

本發明要克服現有技術的上述缺點，提供一種光伏陣列輻照度傳感器的布置方法。局部陰影條件下，本發明通過計算不同輻照度傳感器布置情況下檢測失敗時的平均誤差系數，確定傳感器的布置個數，利用高效的智能優化算法對建立的傳感器優化模型進行求解，實現光伏陣列輻照度傳感器最優布置，為解決了現有技術的缺點提供了新思路。

為實現上述目標，本發明的技術方案是：一種光伏陣列輻照度傳感器的布置方法，包括光伏陣列輻照度傳感器布置技術具體步驟、輻照度傳感器布置數量J的確定方案、智能優化算法求解步驟、優化結果處理方式；

所述光伏陣列輻照度傳感器布置方法，具體步驟如下：

步驟1：確定輻照度傳感器安裝的數量J；

步驟2：按照步驟1所確定的輻照度傳感器的數量，以各傳感器兩兩之間的距離之和最大，建立包含目標函數和約束條件的優化模型如下：

目標函數：

約束條件：

式中，m_k，m_i和n_k，n_i分別表示第k，i個傳感器的橫坐標和縱坐標，r和l分別表示傳感器實際可布置點所形成的新陣列的行數和列數，Z表示整數；

步驟3：運用優化算法求解步驟2中建立的優化模型，獲取所有輻照度傳感器布置位置的坐標值；

步驟4：建立篩選函數，重復步驟3的優化算法運行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解；