一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法技术

本发明专利技术公开了一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，通过采集短期实测数据、预处理实测数据、检验实测数据、选取参证卫星辐射数据、划分项目场址网格计算点、计算网格计算点的水平面平均年辐照量、确定场区特征网格计算点、确定代表年时间序列和短期实测数据代表年订正等方法，利用Pearson相关性分析选取相关性最好的参证卫星辐射数据，结合光伏电站场址面积大小设置网格计算点以确定场区特征网格计算点，采用气候学平均法确定项目场区代表年时间序列进行太阳能资源的评估。使得对光伏电站的太阳能资源评估更具有时间代表性和空间代表性，其评估结果也更为合理、准确、简单可靠，具有优良的工程应用价值。具有优良的工程应用价值。具有优良的工程应用价值。

【技术实现步骤摘要】
一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法


[0001]本专利技术涉及太阳能资源数据
，具体涉及一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法。

技术介绍

[0002]随着我国社会经济的不断发展，能源需求也呈持续增长趋势，增加能源供应、保障能源安全、保护生态环境、促进社会经济可持续发展是我国的一项重大战略任务。其中，太阳能作为一种清洁的可再生能源，是新能源中技术成熟、具备规模开发条件和商业化发展前景的发电方式之一。因此，对于可利用的太阳能资源的利用量的评估和预测也十分重要。目前，国内的光伏电站项目一般采用卫星辐射数据进行太阳能资源评估，即通过获取项目场址中心坐标的太阳能辐射数据进行资源评估和发电计算，其准确性和可靠性都较差。
[0003]专利号为“CN201510135594.1”的“一种用于光伏电站设计的太阳能资源分析评估方法”，该方法分为太阳能资源区划、光资源数据库构建、太阳能资源分析评估三个阶段：太阳能资源区划，针对大量开展光伏电站设计的目标区域(一个省份或多个相邻省份)，开展太阳能资源区划工作。光资源数据库构建，将目标区域以县级为单位，分解为县级地区。每个县级地区根据太阳能资源区划成果，对应一个日射站；根据地理位置，对应一个最近的气象站(或日射站)；根据日射站的太阳辐射数据推算该地区的太阳辐射数据，作为太阳能分析评估的基础数据；以最近气象站的气象信息作为该地区的气象数据。但该方法较为繁琐，其准确性和可靠性都较差，如将该评估方法进行利用，并不能达到预期的估算效果。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，对采集的短期实测数据进行完整性和合理性检查，选取相关性最好的参证卫星辐射数据，结合光伏电站场址面积大小设置网格计算点以确定场区特征网格计算点，最后采用气候学平均法确定项目场区代表年时间序列，进一步根据短期实测数据进行代表年订正，以完成对光伏电站项目场区的太阳能资源评估。与现有实际工程应用技术相比，本方法对光伏电站的太阳能资源评估更具有时间代表性和空间代表性，其评估结果也更为合理、准确。简单可靠，具有优良的工程应用价值。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用如下的技术方案：一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，包括以下步骤：
[0006]S110、采集短期实测数据，利用数据采集系统采集光伏电站项目场址的测光数据，所述测光数据为光伏电站项目场址1年的短期实测数据，并将该短期实测数据作为评价年；
[0007]S120、预处理实测数据，利用数据采集卡采集太阳能资源数据，还利用上位机测控平台上进行软件滤波处理，得到算术平均值，再将预处理的实测数据存入SqlServer数据库；
[0008]S130、检验实测数据，根据《太阳能资源评估方法》(GB/T37526
‑
2019)对短期实测
数据进行完整性检查和合理性检查；
[0009]S140、选取参证卫星辐射数据，根据所述项目场区中心位置短期实测数据的时间线，分别查询在所述项目场区中心位置SolarGIS、Meteonorm和NASA的同期水平面月辐照量大小，判断实测的水平面月辐照量数据与该三个卫星辐射数据源的同期月辐照量之间的相关性，选取相关性最好的作为参证卫星辐射数据源；
[0010]S150、划分项目场址网格计算点，测量项目场区南北端距离和东西端距离并形成的外围场址网格矩形，结合光伏电站场址面积大小在网格矩形上设置网格计算点；
[0011]S160、计算网格计算点的水平面平均年辐照量，选取适当网格点，查询所述适当网格计算点上的经纬度，查询所述适当网格计算点的参证卫星辐射数据源的年水平面辐照量大小，最后计算各卫星辐射数据的网格年平均辐照量；
[0012]S170、确定场区特征网格计算点，将所述网格年平均辐照量与各个网格计算点的年辐照量做对比分析，选取与平均水平面年辐照量最为接近的网格计算点作为场区特征网格计算点。
[0013]S180、确定代表年时间序列，根据S150中的网格计算点查询SolarGIS平台提供的20年月平均辐照量，并采用气候学平均法确定项目场区代表年时间序列；
[0014]S190、短期实测数据代表年订正，根据《太阳能资源评估方法》(GB/T37526
‑
2019)，评估目标附近具备现场短期实测数据时，采用比值法进行订正为代表年。
[0015]前述一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，在所述步骤S120中，预处理实测数据采用采样率不低于1M/s的数据采集卡对太阳能资源数据进项差分采集，并在上位机测控平台上进行软件滤波处理，连续采集N个数据，去掉一个最大值和最小值，计算剩下N
‑
2个数据的算术平均值。
[0016]前述一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，在所述步骤S130中，所述完整性检验用于检验数据的数量是否等于预期记录的数量、数据的时间顺序是否符合预期的开始时间和结束时间、中间是否连续；所述合理性检验包括观测的小时平均辐照度、小于日最大可能辐照量、散射辐射数值小于总辐射值。
[0017]前述一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，在所述步骤S140中，采用Pearson相关系数对实测的水平面月辐照量数据与该三个卫星辐射数据源的同期月辐照量之间的相关性进行分析，具体如下式：
[0018][0019]式中，μ
A
和σ
A
表示A向量的均值和标注差，μ
B
和σ
B
表示B向量的均值和标准差；其中，Pearson相关系数的绝对值越大，相关性越强，相关系数越接近于0，相关度越弱，其取值范围判断变量的相关强度如下：
[0020][0021]前述一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，在所述步骤S160中，假设所选参证数据源为SolarGIS数据，则有：
[0022][0023]上式中，n表示所划分的网格计算点个数；GHR
S
‑
grid
‑1表示1号网格计算点的SolarGIS数据源水平面年辐照量，GHR
S
‑
AVG
表示所有网格计算点的SolarGIS数据源平均水平面年辐照量，将所有网格计算点的SolarGIS数据源平均水平面年辐照量与各个网格计算点的年辐照量做对比分析。
[0024]前述一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，在所述步骤S170中，选取步骤S160中的最为接近的网格计算点作为场区特征网格计算点。
[0025]前述一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，在所述步骤S180中，对1年中每个时刻(月)的太阳能资源各要素序列求平均值μ，将每个时刻(月)的平均值μ进行组合，作为1年的完整时间序列数据，μ的定义如下：
[0026][0027]式中，X
i
表示第i个要素的值，N表示要素序列的有效样本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，其特征在于，包括以下步骤：S110、采集短期实测数据，利用数据采集系统采集光伏电站项目场址的测光数据，所述测光数据为光伏电站项目场址1年的短期实测数据，并将该短期实测数据作为评价年；S120、预处理实测数据，利用数据采集卡采集太阳能资源数据，还利用上位机测控平台上进行软件滤波处理，得到算术平均值，再将预处理的实测数据存入SqlServer数据库；S130、检验实测数据，根据《太阳能资源评估方法》(GB/T37526
‑
2019)对短期实测数据进行完整性检查和合理性检查；S140、选取参证卫星辐射数据，根据所述项目场区中心位置短期实测数据的时间线，分别查询在所述项目场区中心位置SolarGIS、Meteonorm和NASA的同期水平面月辐照量大小，判断实测的水平面月辐照量数据与该三个卫星辐射数据源的同期月辐照量之间的相关性，选取相关性最好的作为参证卫星辐射数据源；S150、划分项目场址网格计算点，测量项目场区南北端距离和东西端距离并形成的外围场址网格矩形，结合光伏电站场址面积大小在网格矩形上设置网格计算点；S160、计算网格计算点的水平面平均年辐照量，选取适当网格点，查询所述适当网格计算点上的经纬度，查询所述适当网格计算点的参证卫星辐射数据源的年水平面辐照量大小，最后计算各卫星辐射数据的网格年平均辐照量；S170、确定场区特征网格计算点，将所述网格年平均辐照量与各个网格计算点的年辐照量做对比分析，选取与平均水平面年辐照量最为接近的网格计算点作为场区特征网格计算点。S180、确定代表年时间序列，根据S150中的网格计算点查询SolarGIS平台提供的20年月平均辐照量，并采用气候学平均法确定项目场区代表年时间序列；S190、短期实测数据代表年订正，根据《太阳能资源评估方法》(GB/T37526
‑
2019)，评估目标附近具备现场短期实测数据时，采用比值法进行订正为代表年。2.根据权利要求1所述的基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，其特征在于，在所述步骤S120中，预处理实测数据采用采样率不低于1M/s的数据采集卡对太阳能资源数据进项差分采集，并在上位机测控平台上进行软件滤波处理，连续采集N个数据，去掉一个最大值和最小值，计算剩下N
‑
2个数据的算术平均值。3.根据权利要求1所述的基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，其特征在于，在所述步骤S130中，所述完整性检验用于检验数据的数量是否等于预期记录的数量、数据的时间顺序是否符合预期的开始时间和结束时间、中间是否连续；所述合理性检验包括观测的小时平均辐照度、小于日最大可能辐照量、散射辐射数值小于总辐射值。4.根据权利要求1所述的基于测光数据的光伏电站太阳能资源评估方法，其特征在于，在所述步骤S140中，采用Pearson相关系数对实测的水平面月辐照量数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张猛，王洋，胡琴，韦霁轩，唐金燕，刘培涵，杨生，付华，饶航宇，车震海，杨杰男，
申请(专利权)人：中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：