[发明专利]光伏发电站设计专家系统

说明书

技术领域

本发明涉及光伏发电站设计技术领域，尤其涉及一种光伏发电站设计专家系统。

背景技术

太阳能是一种干净的可再生的新能源，越来越受到人们的青睐，在人们生活、工作中有广泛的作用，其中之一就是将太阳能转换为电能，光伏组件就是利用太阳能工作的。通过光伏组件方阵将太阳能辐射能转换为电能的发电站称为光伏电站。太阳能光伏电站按照运行方式可分为离网型光伏电站和并网型光伏电站。与公共电网相联接且共同承担供电任务的太阳能光伏电站称为并网光伏电站。它是太阳能光伏发电进入大规模商业化发电阶段、成为电力工业组成部分的重要发展方向，是当今世界太阳能光伏发电技术发展的主流趋势。并网系统由太阳能光伏组件方阵、系统控制器、并网逆变器等组成。

影响光伏电站系统设计的因素很多，包括不同的组件类型、各种逆变器、场地情况、安装位置等等。太阳能系统的合理设计对系统预期发电量很重要。从已发表的研究文献来看，国内还没有光伏发电站设计专家系统。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出了一种光伏发电站设计专家系统，该系统科学优化设计光伏发电站，较大地提高了设计水平，并节省了光伏电站设计的时间，加快了工程建设的速度。

根据本发明提出的光伏发电站设计专家系统包括既有光伏发电工程太阳辐射数据模块、既有光伏发电工程气象站数据模块、新建工程原始输入数据模块、光资源分析模块、以及光伏系统选型与布置模块；其中：所述既有光伏发电工程太阳辐射数据模块，用于建立一个或多个既有光伏发电站工程的现场太阳辐射观测站数据表；所述既有光伏发电工程气象站数据模块，用于建立一个或多个既有光伏发电工程的参考气象站数据表；所述新建工程原始输入数据模块，用于输入新建光伏发电站工程原始数据；所述光资源分析模块，用于利用新建工程原始输入数据模块提供的原始数据，并参考既有光伏发电工程太阳辐射数据模块和既有光伏发电工程气象站数据模块两者提供的新建光伏发电站工程附近的多个既有光伏发电站的现场太阳辐射观测站数据和参考气象站数据，生成包括太阳能资源数据的太阳能资源分析图表；所述光伏系统数据模块，用于建立光伏系统数据表，包括各种光伏组件、光伏阵列运行方式以及逆变器数据；所述光伏系统选型与布置模块，用于根据光资源分析模块分析得到的太阳能资源数据，采用光伏系统数据模块提供的各种光伏组件、光伏阵列运行方式以及逆变器数据，进行设备选型以及光伏组件布置。

根据本发明的一个方面，所述光伏系统选型与布置模块包括：光伏组件选型子模块，用于建立光伏组件数据库，并根据新建光伏发电站的太阳辐射特征、安装条件和环境条件，自动推荐出光伏组件类型与生产厂家；光伏阵列运行方式选择子模块，用于建立固定式、单轴自动追日跟踪式或双轴自动追日跟踪式光伏阵列运行方式数据库，并根据新建光伏发电站的太阳辐射特征、安装条件和环境条件，自动推荐出光伏阵列的运行方式；逆变器选型子模块，用于建立逆变器数据库，并根据光伏发电工程装机规模、施工安装条件和设备运输条件，自动推荐出逆变器。

根据本发明的一个方面，所述光伏系统选型与布置模块还包括：光伏组件串并联设计子模块，用于根据逆变器的最高输入电压和最低工作电压以及太阳电池组件允许的最大系统电压确定光伏组件串联数量；以及根据逆变器的额定容量确定光伏组件串的并联数量。

根据本发明的一个方面，所述光伏系统选型与布置模块还包括：计算子模块，用于计算光伏阵列的行、列间距、最优倾角与方位角；以及确定子模块，用于对于采用固定式光伏阵列运行方式的光伏发电工程，根据光资源分析模块分析得到的代表年的太阳辐射数据，计算不同方位、不同角度倾斜面上各月太阳辐射量，自动选定光伏发电工程全年发电量最大时的倾角与方位角。

根据本发明的一个方面，所述既有光伏发电站工程的现场太阳辐射观测站数据表包括：现场太阳辐射观测站基本信息、现场太阳辐射观测站至少连续一年的逐分钟原始数据以及现场太阳辐射观测站历史数据分析数据；其中所述现场太阳辐射观测站基本信息包括经纬度坐标、海拔高度、测风高度、测光高度；所述现场太阳辐射观测站至少连续一年的逐分钟原始数据包括日期、总辐射量、直接辐射量、散射辐射量、最大辐照度、气温、湿度、风速、风向数据；现场太阳辐射观测站历史数据分析数据包括数据完整率、逐月太阳总辐射、逐月日照小时数、年典型日逐小时太阳总辐射量分布、年典型日逐小时太阳总辐射量分布、各月典型日逐小时太阳总辐射量分布数据。