一种对既有光伏平单轴跟踪系统的优化改造方法技术方案

提供一种对既有光伏平单轴跟踪系统的优化改造方法，属于光伏发电技术领域，本发明专利技术以不同的超前/滞后时间策略修改平单轴光伏跟踪驱动装置的时间，使平单轴光伏跟踪驱动输出不同追踪角度，获取平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏组件在不同超前/滞后策略下的输出功率数据，和采用标准时间的平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏组件输出功率做比较，获取平单轴光伏跟踪驱动在各个时间点最佳的超前/滞后时间优化策略，通过该优化策略设置平单轴光伏跟踪驱动装置超前/滞后时间，调节平单轴光伏跟踪驱动装置输出倾角，使平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏组件在各个时间点均达到最大发电功率，从而提升光伏发电组件发电功率，最终提升整个光伏系统的发电量。光伏系统的发电量。光伏系统的发电量。

【技术实现步骤摘要】
一种对既有光伏平单轴跟踪系统的优化改造方法


[0001]本专利技术属于光伏发电
，涉及光伏平单轴跟踪系统，尤其涉及一种对既有光伏平单轴跟踪系统的优化改造方法。

技术介绍

[0002]采用跟踪系统的光伏发电站，光伏发电组件能够在跟踪系统驱动装置的控制下，以合适的角度迎向太阳并提高发电量。目前光伏跟踪系统采用的主要跟踪算法仍是以传统的天文算法计算的角度进行视日跟踪。视日跟踪即根据跟踪系统所在的地理定位信息及时间计算太阳高度角和太阳方位角进而得到太阳辐射在与轴向垂直平面的投影，以此得到跟踪角度。跟踪系统获得跟踪角度后，驱动装置控制光伏发电组件转向至跟踪角度，从而获得最佳发电输出功率。光伏组件和倾角传感器都安装在和跟踪系统驱动装置连接的转动轴上，由角度传感器向跟踪系统反馈实际跟踪角度。然而在实际应用中存在以下问题：
[0003]·
跟踪系统天文算法实现中出现的缺陷和计算的误差；
[0004]·
安装过程中和后期运行维护过程中，倾角传感器不能正确提供光伏发电组件的跟踪角度，出现误差。
[0005]上述问题都会导致光伏发电组件不能运行在最佳的跟踪角度进行发电，导致发电功率下降，最终影响整体发电量降低。
[0006]因此仅以天文算法不能够保证跟踪系统长时间稳定提供精准的跟踪角度以供光伏发电组件获得最大的太阳辐射。因此有必要提出改进。

技术实现思路

[0007]本专利技术解决的技术问题：提供一种对既有光伏平单轴跟踪系统的优化改造方法，本专利技术是针对既有光伏跟踪系统进行优化改造，在不改动现有跟踪系统跟踪算法的前提下，优化跟踪系统输出的跟踪角度达到最优，进而提升光伏发电组件发电功率，最终提升光伏系统整体发电量。
[0008]本专利技术采用的技术方案：一种对既有光伏平单轴跟踪系统的优化改造方法，该方法包括：
[0009]A：策略优化：以不同的超前/滞后时间策略修改平单轴光伏跟踪驱动装置的时间，使平单轴光伏跟踪驱动输出不同追踪角度，获取平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏组件在不同超前/滞后策略下的输出功率数据，和采用标准时间的平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏组件输出功率做比较，获取平单轴光伏跟踪驱动在各个时间点最佳的超前/滞后时间优化策略；
[0010]B、策略执行：通过A中获得的优化策略设置平单轴光伏跟踪驱动装置超前/滞后时间，调节平单轴光伏跟踪驱动装置输出倾角，使平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏组件在各个时间点均达到最大发电功率。
[0011]作为一种可选的实施方式：上述A中，策略优化的具体实现方法：
[0012]记录平单轴光伏跟踪驱动装置最小的动作时间间隔Δt；
[0013]以平单轴光伏跟踪驱动装置为统计对象，在光伏生产数据中统计单位装机容量的发电量数据X以及X的平均值X
aver
和标准差X
stdev
；
[0014]取2n+1台发电量数据X落于[X
aver
‑
X
stdev
，X
aver
+X
stdev
]区间的平单轴光伏跟踪驱动装置作为实验对象，并依次标注为Q1～Q
2n+1
，其中，n≥3；
[0015]在所选取的2n+1台对象中，取n台平单轴光伏跟踪驱动装置采取超前跟踪策略，即将Q1设备时间向前调整Δt，Q2设备时间向前调整2Δt，依次类推，最后Q
n
设备时间向前调整nΔt；
[0016]在剩余n+1台对象中，取n台平单轴光伏跟踪驱动装置采取滞后跟踪策略，即将Q
n+1
设备时间向后调整Δt，Q
n+2
设备时间向后调整2Δt，依次类推，最后Q
2n
设备时间向后调整nΔt；
[0017]Q
2n+1
设备采用标准时间，不进行改动；
[0018]以天为单位，Δt为间隔，记录所选取的2n+1台平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏发电组件实时发电功率；
[0019]在同一时间/功率坐标轴上以平单轴光伏跟踪驱动装置为对象，分别绘制Q
x(1≤x≤2n+1)
平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏发电组件发电功率曲线L，和各记录时间点上最大的发电功率曲线L
max
；
[0020]并记录曲线L
max
各点对应的平单轴光伏跟踪驱动装置Q的超前滞后策略，绘制优化执行策略图S；
[0021]根据策略图S，对频繁出现超前/滞后转换的时间点进行平缓优化，避免平单轴光伏跟踪驱动频繁调整超前滞后时间，形成优化后的策略图S1；
[0022]以S1为依据，生成单日执行策略k，单日执行策略k中含执行时间K
t
、超前/滞后时间策略S
t
；
[0023]重复上述步骤，生成全年的执行策略K。
[0024]作为一种可选的实施方式：上述B中，策略执行时，由于在视日跟踪过程中，太阳高度角的变化在一年中呈现季节相关性和延续性，太阳方位角的变化仅以日为单位重复，单日执行策略k在一年中也呈现季节相关性和延续性，因此在未生成单日执行策略k的日期可以选用最接近执行日的单日执行策略k作为执行策略。
[0025]在执行策略时，选取最接近执行日的单日执行策略k作为策略执行依据，按照k中记录的执行时间K
t
，对平单轴光伏跟踪驱动装置执行时间调整策略S
t
。
[0026]本专利技术与现有技术相比的优点：
[0027]1、本方案以不同的超前/滞后时间策略修改平单轴光伏跟踪驱动装置的时间，使平单轴光伏跟踪驱动输出不同追踪角度，获取平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏组件在不同超前/滞后策略下的输出功率数据，和采用标准时间的平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏组件输出功率做比较，获取平单轴光伏跟踪驱动在各个时间点最佳的超前/滞后时间优化策略，通过该优化策略设置平单轴光伏跟踪驱动装置超前/滞后时间，调节平单轴光伏跟踪驱动装置输出倾角，使平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏组件在各个时间点均达到最大发电功率，该方式是在不改动现有跟踪系统跟踪算法的前提下，优化跟踪系统输出的跟踪角度达到最优，从而提升光伏发电组件发电功率，最终提升整个光伏系统的发电量；
[0028]2、本方案是一种在改造成本较小的前提下，获得最优的系统发电量的技术，适用范围广，可推广性高，具有广阔的应用前景。
附图说明
[0029]图1为本专利技术实施例中标准跟踪模式的发电功率曲线L和最大发电功率L
max
的曲线图；
[0030]图2为本专利技术实施例中最大发电功率时对应的超前/滞后策略图；
[0031]图3为本专利技术实施例公开的一种光伏平单轴跟踪系统优化改造的实时流程框图。
具体实施方式
[0032]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图1
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种对既有光伏平单轴跟踪系统的优化改造方法，其特征在于：该方法包括：A：策略优化：以不同的超前/滞后时间策略修改平单轴光伏跟踪驱动装置的时间，使平单轴光伏跟踪驱动输出不同追踪角度，获取平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏组件在不同超前/滞后策略下的输出功率数据，和采用标准时间的平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏组件输出功率做比较，获取平单轴光伏跟踪驱动在各个时间点最佳的超前/滞后时间优化策略；B、策略执行：通过A中获得的优化策略设置平单轴光伏跟踪驱动装置超前/滞后时间，调节平单轴光伏跟踪驱动装置输出倾角，使平单轴光伏跟踪驱动装置所辖光伏组件在各个时间点均达到最大发电功率。2.根据权利要求1所述的一种对既有光伏平单轴跟踪系统的优化改造方法，其特征在于：上述A中，策略优化的具体实现方法：记录平单轴光伏跟踪驱动装置最小的动作时间间隔Δt；以平单轴光伏跟踪驱动装置为统计对象，在光伏生产数据中统计单位装机容量的发电量数据X以及X的平均值X
aver
和标准差X
stdev
；取2n+1台发电量数据X落于[X
aver
‑
X
stdev
，X
aver
+X
stdev
]区间的平单轴光伏跟踪驱动装置作为实验对象，并依次标注为Q1～Q
2n+1
，其中，n≥3；在所选取的2n+1台对象中，取n台平单轴光伏跟踪驱动装置采取超前跟踪策略，即将Q1设备时间向前调整Δt，Q2设备时间向前调整2Δt，依次类推，最后Q
n
设备时间向前调整nΔt；在剩余n+1台对象中，取n台平单轴光伏跟踪驱动装置采取滞后跟踪策略，即将Q
...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯刘凯，赵贝，孙大航，白俊原，郑开学，
申请(专利权)人：上海巨人能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：