【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏优化，具体涉及一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统。
技术介绍
1、基于太阳总辐射计算的光伏优化系统是一种利用太阳辐射数据来优化光伏发电系统性能的技术。首先，该系统通过测量、记录和分析太阳总辐射数据，包括直射辐射、散射辐射和反射辐射等，以了解太阳能源的强度和分布。其次，基于这些数据，系统能够精确计算出光伏组件接收到的有效太阳能量，进而优化光伏发电系统的布局、倾角和方向，以最大程度地提高光伏发电效率。其次，这种系统还可以通过实时监测太阳总辐射数据的变化，对光伏系统进行动态调整和优化。例如，系统可以根据天气预报和季节变化调整光伏板的角度和方向，以确保光伏组件始终以最佳角度接收太阳辐射，从而实现更高的能源转换效率。
2、基于太阳总辐射计算的光伏优化系统中的误差累积指的是系统运行过程中所引入的逐渐累积的误差，随着时间的推移，这些误差会逐渐积累并影响系统的准确性和性能。特别是在长期运行中，即使初始误差很小，但由于误差的持续积累，最终可能导致系统的预测与实际情况偏离较大，从而降低光伏发电系统的效率和稳定性，进而可能导致光伏发电系统的输出与电网需求之间存在不匹配，从而引发电网的不稳定性问题，如频率波动和电压波动，甚至可能导致电网故障和停电等严重后果。
3、因此，目前亟须对基于太阳总辐射计算的光伏优化系统进行优化改进，以克服上述问题。
4、在所述
技术介绍
部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
1、本专利技术的目的是提供一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，通过对太阳总辐射数据采集频率的监测与分析，建立了实时监测与预警机制，通过对数据采集环境进行划分，及时识别和处理非正常采集环境，有效降低了误差累积的风险，在正常采集环境下，对异常分析处理后生成的发电量偏差指数、直流转化交流负增益指数以及不同区域发电量差异指数进行综合分析，生成误差累积评估系数，通过误差累积评估系数对光伏板进行光伏优化时的误差累积进行量化评估，有助于系统识别光伏优化过程中的误差累积现象，进而提高光伏优化过程的准确性和性能，以解决上述
技术介绍
中的问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，包括数据采集频率设定模块、数据采集环境划分模块、数据采集异常分析模块、光伏优化过程智能分析模块以及误差累积风险等级划分模块；
3、根据系统的性能需求和太阳辐射的变化特性，设定太阳总辐射数据采集时在固定时长窗口下的正常数据采集频率范围；
4、按照时间序列，获取若干个固定时长窗口下太阳总辐射数据采集时的实际数据采集频率建立分析集合，对分析集合内的实际数据采集频率进行综合分析后，将数据采集环境划分为正常采集环境和非正常采集环境；
5、对非正常采集环境下的数据采集过程进一步分析，便于相关管理人员知悉，针对性维护管理；
6、在正常采集环境下，运用数据分析模型对采集光伏板进行光伏优化时的过程进行智能分析，识别光伏优化过程中出现的误差累积现象；
7、当监测到误差累积情况时，对误差累积进行风险等级划分，将误差累积划分为高风险误差累积、中风险误差累积以及低风险误差累积，根据不同风险等级对光伏板采取不同的维护管理措施。
8、优选的，按照时间序列，获取若干个固定时长窗口下太阳总辐射数据采集时的实际数据采集频率建立分析集合，并将分析集合标定为 r，则，其中表示实际数据采集频率， v表示实际数据采集频率的数量编号；
9、通过分析集合内的实际数据采集频率计算出数据采集频率平均值与数据采集频率离散值，并将数据采集频率平均值和数据采集频率离散值分别与预先设定的数据采集频率参考阈值和离散参考阈值进行比对分析，将数据采集环境划分为正常采集环境和非正常采集环境，划分结果如下：
10、若满足数据采集频率平均值大于等于数据采集频率参考阈值并且数据采集频率离散值小于离散参考阈值，则将该固定时长窗口下的数据采集环境标定为正常采集环境；
11、若不满足数据采集频率平均值大于等于数据采集频率参考阈值并且数据采集频率离散值小于离散参考阈值，则将该固定时长窗口下的数据采集环境标定为非正常采集环境。
12、优选的，对于非正常采集环境，对数据采集过程进一步分析，分析的过程如下：
13、若数据采集频率平均值小于数据采集频率参考阈值并且数据采集频率离散值小于离散参考阈值，则将该固定时长窗口下的数据采集环境标定为持续型异常；
14、若数据采集频率平均值大于等于数据采集频率参考阈值并且数据采集频率离散值大于等于离散参考阈值，或者数据采集频率平均值小于数据采集频率参考阈值并且数据采集频率离散值大于等于离散参考阈值，则将该固定时长窗口下的数据采集环境标定为不稳定型异常。
15、优选的，获取光伏板进行光伏优化时的性能指标信息和空间发电信息，其中，性能指标信息包括发电量偏差和直流转化交流负增益，空间发电信息包括不同区域发电量差异，对发电量偏差、直流转化交流负增益以及不同区域发电量差异进行异常分析处理后，分别生成发电量偏差指数、直流转化交流负增益指数以及不同区域发电量差异指数。
16、优选的，发电量偏差指数的获取逻辑如下：
17、收集历史光伏板发电量数据，并按照固定的时间间隔进行采样，形成时间序列数据，光伏发电量数据包括光伏板的发电量以及对应的时间戳；
18、选择自回归积分移动平均模型作为时间序列模型，时间序列模型表示为：，其中，是第 t个时间点的发电量，是过去 p个时间点的发电量，是残差项， f是时间序列模型的函数关系， w表示残差项的总数量；
19、在固定时长窗口内，利用已建立的时间序列模型对未来的发电量进行预测，预测的发电量值记为；
20、将预测值与实际值进行比较，计算每个时间点的发电量偏差，则发电量偏差的计算表达式为：，发电量偏差代表了模型预测与实际观测值之间的差异；
21、计算发电量偏差指数，计算的表达式为：，其中，表示发电量偏差指数，表示第 i个时间点的发电量偏差，即光伏板实际发电量与预测发电量之间的差值， n表示总的时间点数量。
22、优选的，直流转化交流负增益指数获取的逻辑如下：
23、收集光伏板在固定时长窗口内直流到交流转换器的性能数据，包括电压和电流之间的相位角，并将电压和电流之间的相位角标定为；
24、在固定时长窗口内，计算每个时间点的功率因子 pf，功率因子作为交流电路本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，包括数据采集频率设定模块、数据采集环境划分模块、数据采集异常分析模块、光伏优化过程智能分析模块以及误差累积风险等级划分模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，按照时间序列，获取若干个固定时长窗口下太阳总辐射数据采集时的实际数据采集频率建立分析集合，并将分析集合标定为R，则，其中表示实际数据采集频率，v表示实际数据采集频率的数量编号；
3.根据权利要求2所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，对于非正常采集环境，对数据采集过程进一步分析，分析的过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，获取光伏板进行光伏优化时的性能指标信息和空间发电信息，其中，性能指标信息包括发电量偏差和直流转化交流负增益，空间发电信息包括不同区域发电量差异，对发电量偏差、直流转化交流负增益以及不同区域发电量差异进行异常分析处理后，分别生成发电量偏差指数、直流转化交流负增益指数以及不同区域发电量差异指数。
5.根据
6.根据权利要求5所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，直流转化交流负增益指数获取的逻辑如下：
7.根据权利要求6所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，不同区域发电量差异指数获取的逻辑如下：
8.根据权利要求7所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，获取到光伏板进行光伏优化时在固定时长窗口内生成的发电量偏差指数、直流转化交流负增益指数以及不同区域发电量差异指数后，将发电量偏差指数、直流转化交流负增益指数以及不同区域发电量差异指数进行综合分析，生成误差累积评估系数，通过误差累积评估系数对光伏板进行光伏优化时的误差累积进行量化评估；
9.根据权利要求8所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，当光伏板进行光伏优化时在固定时长窗口内生成误差信号时，对后续生成的若干个误差累积评估系数建立分析集合，并将获取的若干个误差累积评估系数与预先设定的第一误差累积评估系数梯度参考阈值和第二误差累积评估系数梯度参考阈值进行比对分析，其中，第一误差累积评估系数梯度参考阈值大于第二误差累积评估系数梯度参考阈值，第二误差累积评估系数梯度参考阈值大于误差累积评估系数参考阈值，将大于等于第一误差累积评估系数梯度参考阈值的误差累积评估系数的数量标记为，将大于等于第二误差累积评估系数梯度参考阈值并且小于第一误差累积评估系数梯度参考阈值的误差累积评估系数的数量标记为，将大于等于误差累积评估系数参考阈值并且小于第二误差累积评估系数梯度参考阈值的误差累积评估系数的数量标记为；
10.根据权利要求9所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，将生成的误差累积风险考量值与预先设定的第一误差累积风险参考阈值和第二误差累积风险参考阈值进行比对分析，其中，第一误差累积风险参考阈值小于第二误差累积风险参考阈值，比对分析的结果如下：
...【技术特征摘要】
1.一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，包括数据采集频率设定模块、数据采集环境划分模块、数据采集异常分析模块、光伏优化过程智能分析模块以及误差累积风险等级划分模块；
2.根据权利要求1所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，按照时间序列，获取若干个固定时长窗口下太阳总辐射数据采集时的实际数据采集频率建立分析集合，并将分析集合标定为r，则，其中表示实际数据采集频率，v表示实际数据采集频率的数量编号；
3.根据权利要求2所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，对于非正常采集环境，对数据采集过程进一步分析，分析的过程如下：
4.根据权利要求1所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，获取光伏板进行光伏优化时的性能指标信息和空间发电信息，其中，性能指标信息包括发电量偏差和直流转化交流负增益，空间发电信息包括不同区域发电量差异，对发电量偏差、直流转化交流负增益以及不同区域发电量差异进行异常分析处理后，分别生成发电量偏差指数、直流转化交流负增益指数以及不同区域发电量差异指数。
5.根据权利要求4所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，发电量偏差指数的获取逻辑如下：
6.根据权利要求5所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，直流转化交流负增益指数获取的逻辑如下：
7.根据权利要求6所述的一种基于太阳总辐射计算的光伏优化系统，其特征在于，不同区域发电量差异指数获取的逻辑如下：
8.根据权...
【专利技术属性】
技术研发人员：花亚萍，魏名邦，
申请(专利权)人：甘肃自然能源研究所联合国工业发展组织国际太阳能技术促进转让中心，
类型：发明
国别省市：
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