[发明专利]基于光伏组件发电效率估算的光伏面板积尘度评测方法

说明书

本发明涉及一种基于光伏组件发电效率估算的光伏面板积尘度评测方法。针对光伏运维除尘操作的判断条件不客观的问题，提出了一种用于判断光伏面板除尘操作执行时机的方法。综合考虑了光伏发电效率、水资源的有效利用、短期天气类型等实际因素，不同于常见的经验判断、定时执行等方法，本发明弱化了人为主观经验的影响，通过数据驱动的方法决定除尘操作的执行与否。本发明主要利用发电功率温度因素修正和器件衰减补偿实现不同条件下的发电功率对比，通过计算评测日的积尘度确定除尘操作执行时间，实现光伏发电效率的提高、光伏面板使用寿命的增加。

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，更具体地说，涉及一种基于光伏组件发电效率估算的光伏面板积尘度评测方法。

背景技术

随着以光伏发电为代表的高比例可再生能源的推广应用，如何尽可能提升光伏组件的发电效率逐渐受到了人们的重视。由于空气中的灰尘或颗粒容易在光伏面板表面堆积形成积尘，不仅会阻碍光伏面板接收太阳辐照进行光电转换，而且可能会形成“热斑”现象对光伏组件造成不可逆的损害。但目前光伏面板除尘操作的时机主要基于固定周期或根据人工经验来确定，上述除尘操作的判断条件并不客观，不合适的除尘频率不仅经济性较低，而且将影响光伏组件的发电效率和使用寿命。

发明内容

本发明提出了一种用于判断光伏面板除尘操作执行时机的客观决策方法。综合考虑了光伏发电效率、水资源的有效利用、短期天气类型等实际因素，不同于常见的经验判断、定时执行等方法，本发明弱化了人为主观经验的影响，通过数据驱动的方法决定除尘操作的执行与否。本发明主要利用发电功率温度因素修正和器件衰减补偿实现不同条件下的发电功率对比，通过计算评测日的积尘度确定除尘操作执行时间，实现光伏发电效率的提高、光伏面板使用寿命的增加。

所述光伏面板积尘度评测方法，包括：

步骤S01：将评测日设置为当前日的前一日，将评测日所对应的光伏发电功率时间序列记为光伏面板工作温度时间序列记为太阳辐照度时间序列记为其中上标mea表示评测日，下标msv表示实测值。考虑到日落日出规律，通常光伏数据采样从上午8:00持续到下午17:00，如按1分钟采样一次计算，则上述时间序列和的长度均为540个。

根据历史天气数据库确认评测日的天气类型，若为晴天，进入步骤S02；若为其他天气类型，则不利于面板清洗，故直接结束，等待下一个评测日判断。

步骤S02：以评测日的日期为时间起点，向前追溯n天，默认取n＝30，形成样本日的n天候选集。然后以天气类型为筛选项，得到天气类型为晴天的样本日，假设满足筛选条件的共有m天，将日期从近到早进行标记，分别记为Data₁，Data₂，…，Data_m，1≤m≤n，即样本日Data₁距离评测日最近。将样本日Data_i所对应的光伏发电功率时间序列记为光伏面板工作温度时间序列记为太阳辐照度时间序列记为其中上标i表示对应的样本日Data_i，i＝1,2,…,m，下标msv表示实测值。时间序列和的长度分析同前。

步骤S03：基于光伏面板工作温度的实测值，对和进行温度因素修正，分别得到和以此补偿环境温度对于光伏出力的影响。

具体地，本发明实例采用的光伏发电功率温度因素修正过程如式(1)所示。

其中，δ表示光伏组件的功率温度系数，由光伏组件生产厂家提供。

步骤S04：针对各个时间序列和分别选取各个时间序列的最大值，得到m+1个最大值数据，按照日期由远及近绘制最大值曲线，并基于最小二乘法对该曲线进行线性拟合，判断拟合直线的斜率是否小于阈值slope，默认设定slope＝tan^-1(π/12)。判断结果若是，则进入步骤S05；若否，则说明光伏面板目前的积尘问题不明显，不需要进行清洁操作，直接结束。