[发明专利]一种光伏电站布置原则的优化计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于光伏电站布置原则的优化计算方法，以光伏电站所处的纬度、建设地辐射值、电站投资水平为优化依据。给出光伏电站的光伏支架间距提出参考值，以达到节省电站土地面积、电站投资；增强电站经济性。

背景技术

目前光伏电站的支架间距计算均以保证冬至日发电6个小时的日照时长为依据。下文中：保证冬至日阵列的日照时长简称为：日照时长。并未考虑光伏电站所处的纬度的变化将引起光伏支架间距的变化、设备材料价格、土地价格、辐射资源等情况。

2012年颁布的《光伏发电站设计规范》(GB50797-2012)也对光伏阵列间距的计算原则推荐为：光伏阵列间距计算以保证其每天有6小时日照。即：保证一年中日照阴影最长的冬至日6个小时日照。

随着光伏电站在保证冬至日发电时间的增加，增加了电站的发电量；但光伏支架的间距也随之增大，电站因此将增加部分土地、设备、材料的投资。反之，日照时长的减少，减少了电站的发电量，降低了电站的投资。因此需要研究电站的日照时长、发电量、投资之间的关系。以寻找三者之间的最优。

发明内容

针对上述问题，本方法根据以光伏电站所处的纬度、设备材料价格、土地价格、辐射资源作为输入量；以日照时长为变量；以光伏电站的发电量、投资的为输出量。通过对比发电量、投资增量的关系，确定该光伏电站最优的日照时长，从而确定出光伏支架的间距。

本方法为光伏电站的土地利用提供了科学决策的依据。通过优化光伏电站的日照时长，确定了光伏电站的布置最优方案，提高了电站的经济性。

一种光伏电站布置原则的优化计算方法，本方法采用了如下技术方案：

1)太阳方位计算

按照球面天文学理论，与太阳观测相关的天球坐标系主要为以下两种：

(1)赤道坐标系

其基本圈是天球赤道，由地球的自转轴确定的；在赤道坐标系上，太阳的位置就由两个坐标确定：

①太阳赤纬δ：太阳位置的连心线与天赤道面的夹角，即太阳离赤道的角距；

②太阳时角ω：子午圈与通过太阳赤道副圈之间的夹角；

(2)地平坐标系

其基本圈为地平圈，即观测者的真地平；太阳的位置由两个坐标来确定：

①太阳高度角α：观测点与太阳的连线和地平面夹角；

②太阳方位角γ：观测者到太阳的视线在地平面上的投影与南北方向的夹角；

(3)赤道坐标系与地平坐标系的选择

本方法在进行太阳位置计算时，采用地平坐标系作为基准坐标系，并借助赤道坐标系来进行空间坐标转换以获得即时的太阳高度角和方位角；

故，太阳的位置通过下列球面公式求出：

①太阳赤纬δ：

δ=23.45sin[π2(α1N1+α2N2+α3N3+α4N4)]---(1)]]>

式中：

N₁：92.975(春分日到夏至日的天数)，α₁为从春分日开始计算的天数；