本发明专利技术提供了一种基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，该方法包括：获取历史环境数据和实时环境数据；根据历史环境数据和实时环境数据分别计算光照质量得分，并将当前环境数据的光照质量得分与历史环境数据的光照质量得分之比的百分比作为划分天气类型的标准；根据天文算法分别计算当前时刻和下一时刻的太阳高度角和太阳方位，并通过太阳高度角和太阳方位生成太阳运动轨迹；根据不同的天气类型选择不同的光伏组件跟踪方式。该方法根据不同天气类型对光伏系统实施不同的跟踪方式，并在跟踪期间根据实际情况进行跟踪角度的实时调整，提高了光伏系统的发电效率。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光伏发电，特别是涉及一种基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法。
技术介绍
1、光伏跟踪系统是一种能够自动跟踪太阳并提高总体发电量的光伏系统。目前，光伏跟踪系统通常以天文算法计算的角度进行视日跟踪。视日跟踪即根据地理信息及时间计算太阳高度角和太阳方位角，进而得到太阳光线在与轴向垂直平面上的投影角度，将投影角度作为光伏组件的最佳跟踪角度。
2、但是不同的天气条件如多云、阴天、晴朗下的直射光、散射光、地表发射率对光伏跟踪系统的发电量有较大差异影响，且吸收光照所产生的热量也会影响光伏跟踪系统的发电效率。因此，设计一种基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法是十分有必要的。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，根据不同天气类型实施不同的跟踪方式，并在跟踪期间根据实际情况进行跟踪角度的实时调整，以提高光伏系统的发电效率。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
3、一种基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，包括如下步骤：
4、获取历史环境数据和实时环境数据；
5、根据历史环境数据和实时环境数据分别计算光照质量得分，并将当前环境数据的光照质量得分与历史环境数据的光照质量得分之比的百分比作为划分天气类型的标准；天气类型包括：晴天天气、多云天气和阴天天气；
6、根据天文算法分别计算当前时刻和下一时刻的太阳高度角和太阳方位，并通过太阳高度角和太阳方位生成太阳运动轨迹；
7、根据不同的天气类型选择不同的光伏组件跟踪方式；跟踪方式包括：不跟踪、根据太阳运动轨迹进行跟踪和根据光伏组件状态与太阳运动轨迹进行跟踪。
8、可选地，当前环境数据的光照质量得分的计算公式为：其中，s1为当前环境数据的光照质量得分，k为大气质量，t为空气温度，h为空气湿度，l为光照强度，c为总云量，q为空气清晰度，v为空气能见度，α、β、γ、δ、ε和∈均为权重系数；
9、历史环境数据的光照质量得分的计算公式为：其中，s2为历史环境数据的光照质量得分，ki为第i个历史环境数据的大气质量，ti为第i个历史环境数据的空气温度，hi为第i个历史环境数据的空气湿度，li为第i个历史环境数据的光照强度，ci为第i个历史环境数据的总云量，qi为第i个历史环境数据的空气清晰度，vi为第i个历史环境数据的空气能见度，n为历史环境数据的数量。
10、可选地，将当前环境数据的光照质量得分与历史环境数据的光照质量得分之比的百分比作为划分天气类型的标准，具体步骤包括：
11、当百分比小于百分之三十五时，则将当前天气判断为阴天天气；
12、当百分比大于或等于百分之三十五且小于百分之七十时，则将当前天气判断为多云天气；
13、当百分比大于或等于百分之七十时，则将当前天气判断为晴天天气。
14、可选地，根据不同的天气类型选择不同的光伏组件跟踪方式，具体步骤包括：
15、当天气类型为阴天天气时，光伏组件的跟踪方式为不跟踪；
16、当天气类型为多云天气时，光伏组件的跟踪方式为根据太阳运动轨迹进行跟踪；
17、当天气类型为晴天天气时，光伏组件的跟踪方式为根据光伏组件状态与太阳运动轨迹进行跟踪。
18、可选地，当天气类型为阴天天气时，光伏组件的跟踪方式为不跟踪，具体步骤为：当天气类型为阴天天气时，光伏组件不进行转动，光伏组件的跟踪角固定为30°。
19、可选地，当天气类型为多云天气时，光伏组件的跟踪方式为根据太阳运动轨迹进行跟踪，具体步骤为：当天气类型为多云天气时，光伏组件的当前时刻跟踪角度与太阳光入射角度保持垂直，通过太阳运动轨迹预测下一时刻太阳方位，并根据下一时刻太阳方位对当前时刻跟踪角度进行调整；当太阳落山时将光伏组件调整为阴天天气的跟踪方式。
20、可选地，当天气类型为晴天天气时，光伏组件的跟踪方式为根据光伏组件状态与太阳运动轨迹进行跟踪，具体步骤包括：
21、根据光伏组件的采集到的实时太阳辐射强度计算实时辐射入射角；
22、根据光伏组件的实时功率变化计算遮挡比例；
23、根据实时辐射入射角、遮挡比例、光伏组件的温度、风速与风向和空气温度计算调节指标，并根据调节指标对多云天气的跟踪角度进行调节，得到晴天跟踪角度。
24、可选地，实时辐射入射角的水平角度的计算公式为：其中，θ为水平角度，为太阳辐射的y轴加权偏导数，为太阳辐射的x轴加权偏导数；太阳辐射的y轴加权偏导数的计算公式为：太阳辐射的x轴加权偏导数的计算公式为：其中，n为采集实时太阳辐射强度的采集点数量，ii为第i个采集点的太阳辐射强度函数值，ij为第j个采集点的太阳辐射强度函数值。
25、可选地，实时辐射入射角的竖直角度的计算公式为：其中，φ为竖直角度，为太阳辐射的z轴加权偏导数；太阳辐射的z轴加权偏导数的计算公式为：
26、可选地，调节指标的计算公式为：其中，m为调节指标，w为风速，d为风向角度，u为遮挡比例，tg为光伏组件的温度，t为空气温度。
27、根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，该方法包括：获取历史环境数据和实时环境数据；根据历史环境数据和实时环境数据分别计算光照质量得分，并将当前环境数据的光照质量得分与历史环境数据的光照质量得分之比的百分比作为划分天气类型的标准；根据天文算法分别计算当前时刻和下一时刻的太阳高度角和太阳方位，并通过太阳高度角和太阳方位生成太阳运动轨迹；根据不同的天气类型选择不同的光伏组件跟踪方式。
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【技术保护点】
1.一种基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，所述当前环境数据的光照质量得分的计算公式为：其中，S1为所述当前环境数据的光照质量得分，k为大气质量，T为空气温度，H为空气湿度，L为光照强度，C为总云量，Q为空气清晰度，V为空气能见度，α、β、γ、δ、ε和∈均为权重系数；
3.根据权利要求1所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，将所述当前环境数据的光照质量得分与所述历史环境数据的光照质量得分之比的百分比作为划分天气类型的标准，具体步骤包括：
4.根据权利要求1所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，根据不同的所述天气类型选择不同的光伏组件跟踪方式，具体步骤包括：
5.根据权利要求4所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，当所述天气类型为所述阴天天气时，所述光伏组件的跟踪方式为不跟踪，具体步骤为：当所述天气类型为所述阴天天气时，所述光伏组件不进行转动，所述光伏组件的跟踪角固定为30°。
>6.根据权利要求5所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，当所述天气类型为所述多云天气时，所述光伏组件的跟踪方式为根据所述太阳运动轨迹进行跟踪，具体步骤为：当所述天气类型为所述多云天气时，所述光伏组件的当前时刻跟踪角度与太阳光入射角度保持垂直，通过所述太阳运动轨迹预测下一时刻太阳方位，并根据所述下一时刻太阳方位对所述当前时刻跟踪角度进行调整；当太阳落山时将所述光伏组件调整为所述阴天天气的跟踪方式。7.根据权利要求6所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，当所述天气类型为所述晴天天气时，所述光伏组件的跟踪方式为根据所述光伏组件状态与所述太阳运动轨迹进行跟踪，具体步骤包括：
8.根据权利要求7所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，所述实时辐射入射角的水平角度的计算公式为：其中，θ为所述水平角度，为太阳辐射的y轴加权偏导数，为太阳辐射的x轴加权偏导数；所述太阳辐射的y轴加权偏导数的计算公式为：所述太阳辐射的x轴加权偏导数的计算公式为：其中，n为采集所述实时太阳辐射强度的采集点数量，Ii为第i个采集点的太阳辐射强度函数值，Ij为第j个采集点的太阳辐射强度函数值。
9.根据权利要求7所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，所述实时辐射入射角的竖直角度的计算公式为：其中，φ为所述竖直角度，为太阳辐射的z轴加权偏导数；所述太阳辐射的z轴加权偏导数的计算公式为：
10.根据权利要求9所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，所述调节指标的计算公式为：其中，M为所述调节指标，W为风速，D为风向角度，U为所述遮挡比例，Tg为所述光伏组件的温度，T为所述空气温度。
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【技术特征摘要】
1.一种基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，所述当前环境数据的光照质量得分的计算公式为：其中，s1为所述当前环境数据的光照质量得分，k为大气质量，t为空气温度，h为空气湿度，l为光照强度，c为总云量，q为空气清晰度，v为空气能见度，α、β、γ、δ、ε和∈均为权重系数；
3.根据权利要求1所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，将所述当前环境数据的光照质量得分与所述历史环境数据的光照质量得分之比的百分比作为划分天气类型的标准，具体步骤包括：
4.根据权利要求1所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，根据不同的所述天气类型选择不同的光伏组件跟踪方式，具体步骤包括：
5.根据权利要求4所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，当所述天气类型为所述阴天天气时，所述光伏组件的跟踪方式为不跟踪，具体步骤为：当所述天气类型为所述阴天天气时，所述光伏组件不进行转动，所述光伏组件的跟踪角固定为30°。
6.根据权利要求5所述的基于天文跟踪算法的光伏系统跟踪方法，其特征在于，当所述天气类型为所述多云天气时，所述光伏组件的跟踪方式为根据所述太阳运动轨迹进行跟踪，具体步骤为：当所述天气类型为所述多云天气时，所述光伏组件的当前时刻跟踪角度与太阳光入射...
【专利技术属性】
技术研发人员：龚名茂，徐思燕，周永强，何洁铭，刘兴辉，
申请(专利权)人：四川工商学院，
类型：发明
国别省市：
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