本發明涉及光伏發電性能評價,尤其涉及一種用于光伏發電環境的評價方法。
背景技術:
1、光伏發電技術提供了一種清潔、可再生的能源解決方案,有助于推動能源結構的轉型和減少溫室氣體排放,在政策和市場需求的推動下,得到了快速發展。提高光伏發電組件的發電效率和使用壽命一直是亟待解決的問題,光伏發電效率受天氣季節和環境影響較大,一些地區如戈壁、沙漠,雖然有良好的太陽光照條件但所處地貌環境會伴隨大量揚塵風沙,極大地影響了光伏發電組件的發電效率和使用壽命。
2、例如,中國專利公開號:cn117669892a,該發明公開了光伏發電性能評價技術領域,具體公開一種實證測試的光伏發電性能評價方法,該方法包括光伏發電系統性能檢測、發電效率綜合評價、環境影響信息分析和測試性能評價等級判定,該發明通過對光伏發電系統中的逆變器子系統和電池儲能子系統進行性能檢測,并計算逆變器子系統和電池儲能子系統對應的運作評估值,將逆變器子系統和電池儲能子系統的性能指標依次進行分析,能夠細致性地評估光伏發電系統的實際運行情況和性能表現。
3、現有技術中還存在以下問題:
4、現有技術未考慮光伏電站由于地形地貌的差異以及組件對氣流的阻擋造成風速、風向的不穩定,導致風沙的局部沉降以及無規則集聚,現有技術不能對容易集聚風沙的局部區域進行篩選,不能對局部區域的風沙集聚表現進行直觀地量化,且不能針對不同的量化結果科學地匹配評價內容,影響光伏電站的效率評價有效性。
技術實現思路
1、為此,本發明提供一種用于光伏發電環境的評價方法,用以克服現有技術中不能對容易集聚風沙的局部區域進行篩選,不能對局部區域的風沙集聚表現進行直觀地量化,以及不能針對不同的量化結果科學地匹配評價內容的問題。
2、為實現上述目的,本發明提供一種用于光伏發電環境的評價方法,包括:
3、將光伏電站的光伏組件分布區域劃分為若干分布子區域;
4、基于各分布子區域內的風向確定風向向量,基于預設監測時長內若干時刻對應的風向向量確定向量夾角,根據所述向量夾角判定對應的分布子區域是否為風向變化劣性子區域;
5、獲取所述風向變化劣性子區域內的風速值以及環境顆粒物濃度,以確定所述風速值在預設采集時長內的風速波動值以及所述環境顆粒物濃度在預設采集時長內的濃度最大值,基于所述風速波動值以及所述濃度最大值計算風沙集聚評價系數,以判定所述風向變化劣性子區域內光伏組件的風沙集聚類別;
6、根據所述風沙集聚類別選定對所述風向變化劣性子區域內光伏組件的評價內容,包括,
7、獲取各風向變化劣性子區域內光伏組件的清潔頻率,基于各風向變化劣性子區域對應的風沙集聚評價系數判定各風向變化劣性子區域對應的光伏組件的清潔頻率是否合格;
8、或,獲取各風向變化劣性子區域內光伏組件的表面溫度,以判定各風向變化劣性子區域的局部溫度是否異常。
9、進一步地,確定所述風向向量的步驟包括:
10、沿地表所在平面建立直角坐標系;
11、以所述分布子區域內的風向為向量方向,確定以所述直角坐標系的原點為向量起始點的向量;
12、將所述向量確定為所述風向向量。
13、進一步地,確定所述向量夾角的過程包括:
14、確定所述預設監測時長內若干時刻對應的風向向量,將所述預設監測時長的初始時刻對應的風向向量確定為基準風向向量,將若干時刻對應的風向向量與所述基準風向向量的最大夾角確定為所述向量夾角。
15、進一步地,判定對應的分布子區域是否為風向變化劣性子區域的過程包括:
16、將所述向量夾角與預設的向量夾角閾值進行對比;
17、若所述向量夾角大于所述向量夾角閾值,則判定對應的分布子區域為風向變化劣性子區域。
18、進一步地,確定所述風速值在預設采集時長內的風速波動值的過程包括:
19、獲取所述風向變化劣性子區域的預設采集時長內若干時刻對應的風速值;
20、將若干時刻對應的風速值的標準差確定為所述風速波動值。
21、進一步地,所述風沙集聚評價系數按以下公式計算:
22、;
23、其中,q為所述風沙集聚評價系數,sw為所述風速波動值,sw0為預設的風速波動值參考值,cp為所述濃度最大值,cp0為預設的濃度參考值,λ為預設的風速波動影響因子,γ為預設的顆粒物濃度影響因子,e為常數。
24、進一步地,判定所述風向變化劣性子區域內光伏組件的風沙集聚類別的過程包括:
25、將所述風沙集聚評價系數與預設的風沙集聚評價系數參考值進行對比;
26、若所述風沙集聚評價系數小于或等于所述風沙集聚評價系數參考值,則判定所述風向變化劣性子區域內光伏組件為風沙集聚弱顯性類別;
27、若所述風沙集聚評價系數大于所述風沙集聚評價系數參考值,則判定所述風向變化劣性子區域內光伏組件為風沙集聚強顯性類別。
28、進一步地,選定對所述風向變化劣性子區域內光伏組件的評價內容的過程包括:
29、若所述風向變化劣性子區域內光伏組件為風沙集聚弱顯性類別,則獲取各風向變化劣性子區域內光伏組件的清潔頻率,基于各風向變化劣性子區域對應的風沙集聚評價系數對各風向變化劣性子區域對應的光伏組件的清潔頻率是否合格;
30、若所述風向變化劣性子區域內光伏組件為風沙集聚強顯性類別,則獲取各風向變化劣性子區域內光伏組件的表面溫度,以判定各風向變化劣性子區域的局部溫度是否異常。
31、進一步地,判定各風向變化劣性子區域對應的光伏組件的清潔頻率是否合格的過程包括:
32、獲取各風向變化劣性子區域對應的風沙集聚評價系數以及光伏組件的清潔頻率;
33、若所述光伏組件的清潔頻率與所述風沙集聚評價系數呈正相關,則判定各風向變化劣性子區域對應的光伏組件的清潔頻率合格;
34、若所述光伏組件的清潔頻率與所述風沙集聚評價系數不呈正相關,則判定各風向變化劣性子區域對應的光伏組件的清潔頻率不合格。
35、進一步地,判定各風向變化劣性子區域的局部溫度是否異常的過程包括:
36、獲取風向變化劣性子區域內若干點的溫度值;
37、若所述風向變化劣性子區域存在所述溫度值大于預設的溫度參考值的點,則判定所述風向變化劣性子區域的局部溫度存在異常;
38、若所述風向變化劣性子區域不存在所述溫度值大于預設的溫度參考值的點,則判定所述風向變化劣性子區域的溫度正常。
39、與現有技術相比,本發明的有益效果在于,本發明通過將光伏電站的光伏組件分布區域劃分為若干分布子區域,根據各分布子區域內預設監測時長的若干時刻對應的風向向量確定向量夾角,以判定對應的分布子區域是否為風向變化劣性子區域,根據風速波動值以及濃度最大值計算風沙集聚評價系數,以判定風向變化劣性子區域內光伏組件的風沙集聚類別,最后,根據風沙集聚類別選定對風向變化劣性子區域內光伏組件的評價內容,進而,實現了對容易集聚風沙的局部區域進行篩選以及對局部區域的風沙集聚表現進行直觀地量化,且針對不同的量化結果科學地匹配評價內容,提高光伏電站的效率評價有效性。
40、尤其,本發明通過預設監測時長內若干時刻對應的風向向量確定向量夾角,并根據向量夾角判定對應的分布子區域是否為風向變化劣性子區域,本領域技術人員可以理解的是,光伏電站可能分布在地形地貌崎嶇的山區中,由于地形地貌造成的氣流紊亂以及光伏組件對于氣流阻擋的影響,光伏電站的局部區域氣流運動雜亂無章,這使得攜帶沙塵的氣流無法形成穩定的流動路徑,沙塵容易在局部區域回旋、集聚,本發明通過監測若干時刻對應的風向向量將局部區域的風向變化進行量化,并根據風向向量發生變化的夾角確定局部區域是否是氣流紊亂的風向變化劣性子區域,進而,實現了對容易集聚風沙的局部區域進行篩選,提高光伏電站的效率評價有效性。
41、尤其,本發明通過風速波動值以及濃度最大值計算風沙集聚評價系數,本領域技術人員可以理解的是,風速波動值越大意味著風力的強弱變化頻繁,較強的風速能夠卷起大量的沙塵,而風速突然減弱時,攜帶的沙塵就容易沉降和集聚,即風速波動值越大的局部區域越容易造成沙塵在局部區域的回旋和集聚,同樣地,環境顆粒物濃度可以表征局部區域的沙塵濃度,在預設采集時長內沙塵濃度的最大值越大越容易造成沙塵在局部區域的回旋和集聚,本發明通過將風速波動值與風沙的濃度最大值結合計算,避免了計算結果的偏差,實現了對局部區域的風沙集聚表現進行直觀的量化,提高光伏電站的效率評價有效性。
42、尤其,本發明在局部區域的風沙集聚表現一般的條件下,選定對風向變化劣性子區域內光伏組件的評價內容為光伏組件的清潔頻率,本領域技術人員可以理解的是,在風沙集聚表現一般的條件下,對光伏組件表面的風沙進行及時清潔是避免風沙集聚造成光伏組件的發電效率下降以及使用壽命縮短的關鍵,進而,實現了針對不同的量化結果科學地匹配評價內容,提高光伏電站的效率評價有效性。
43、尤其,本發明在局部區域的風沙集聚表現明顯的條件下,選定對風向變化劣性子區域內光伏組件的評價內容為光伏組件的表面溫度,本領域技術人員可以理解的是,在風沙集聚表現明顯的條件下,風沙中的沙塵顆粒會沉積在光伏組件表面,可能形成局部遮擋,形成局部的熱斑會導致光伏組件中材料的老化和發電效率的衰退,本發明通過對光伏組件的表面溫度進行檢測評價,及時發現局部的溫度異常,進而,實現了針對不同的量化結果科學地匹配評價內容,提高光伏電站的效率評價有效性。