[发明专利]一种太阳能光伏电站运维管理系统及方法

说明书

本发明提出一种太阳能光伏电站运维管理系统及方法。所述运维管理系统包括云存储控制平台与多个现场太阳能板以及现场远程终端单元。所述现场远程终端单元将采集的现场光强信号与现场风速信息发送至现场边缘计算终端；所述现场边缘计算终端对所述现场光强信号与所述现场风速信息进行预处理后发送至所述云存储控制平台；所述云存储控制平台基于所述预处理后的现场信号，利用所述地理信息数据库与实时天气数据库生成运维控制信号发送至现场控制装置；所述现场控制装置基于所述运维控制信号控制所述现场太阳能板的状态变化。本发明的技术方案能够及时掌握光伏电站现场的参数变化与实时云提供的数据差异，从而选择正确的调控参数进行运维控制。

技术领域

本发明属于光伏发电运维技术领域，尤其涉及一种太阳能光伏电站运维管理系统及方法。

背景技术

以光伏发电为代表的新能源发电因其环境友好、建设周期短、边际发电成本低等优点而成为缓解能源危机和防治环境污染的有效举措，同时大规模光伏发电也是目前兴起的智能电网和能源互联网重要战略中不可或缺的重要组成部分。随着光伏发电技术进步及经济性的提高，国内外均加大了光伏发电发展力度。到2020年底，太阳能发电装机容量达到1.6亿千瓦，装机规模在电源结构中占比约7％，其中光伏发电占太阳能发电总装机容量的94％。欧美等主要国家亦将光伏的规模化应用视为能源转型的重大举措，在持续相应政策支持的同时，加快光伏发电技术进步及提高光伏系统集成能力。

为了提高光伏发电的效率,聚光光伏(CPV)越来越成为人们研究的热点。CPV组件是使用比较便宜的聚光器对太阳光聚光,从而减少了昂贵的电池用量。这样,既极大地提高光电转换效率,又同时降低了发电成本。但随着聚光比在增加,CPV组件的太阳光线接收角的范围就越小,当太阳光线与CPV组件透镜法线的夹角超过接受角以后,CPV组件的发电效率大大下降,甚至不能发电。因此,如何最大程度地提高光伏发电效率已成为太阳能技术的研究热点。

解决这一问题的可行性的途径是实现对太阳的自动跟踪的运维控制。太阳自动跟踪类似于向日葵效果,随着太阳位置的变化,相应自动地调整太阳电池的偏转角度,从而实现对太阳的跟踪。太阳自动跟踪技术能够使太阳光垂直照射在太阳电池板上,更好、更充分地利用了太阳能资源。据有关研究表明,平板太阳能发电阵列在进行太阳自动跟踪时,可以比原固定模式提高33％的效率。在太阳跟踪中多用的控制方式为光电跟踪和视日运动轨迹跟踪方式以及两种方式的结合。

光电跟踪主要通过使用光敏传感器，如光敏二极管，进行太阳运动方向的检测。首先，按照一定的方式将光敏传感器固定在太阳跟踪装置上，当太阳的位置发生变化时光敏传感器产生偏差电流，光电检测电路对偏差电流进行放大整形处理输出偏差信号给控制器，控制器接受偏差信号，驱动电机转动，使太阳的入射光线垂直照射在跟踪装置受光面上。

视日运动轨迹跟踪依据天文学中有关太阳天体运行规律的公式，计算跟踪装置当地太阳的日出日落时刻以及太阳的方位参数，再通过计算机编程控制电机转动，改变跟踪装置的偏置角。

申请号为CN201910651187的中国发明专利申请提出的一种基于爬山算法的光伏发电太阳方位跟踪系统及方法，利用光强传感器收集的能量数据，然后通过爬山算法分析数据精确得出太阳运动轨迹跟踪方式的二维太阳方位角和高度角。通过在太阳运动轨迹跟踪方式下加入爬山算法进行对太阳方位角和高度角的精确跟踪，能够较好的消除太阳运动轨迹跟踪方式的积累误差，提供太阳方位的跟踪精度。同时利用光强传感器把整个太阳方位自动跟踪装置分为两种工作模式，能够很好的解决天气变化对太阳方位跟踪稳定性的影响。同时相对较为复杂的光电跟踪方式和太阳运动轨迹跟踪方式切换以及复用系统，更为的简便和实用，在一定程度上节约了电能的损耗。