一种基于光伏、风能预测管理系统

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1.本发明涉及发电管理技术领域，具体涉及一种基于光伏、风能预测管理系统。

背景技术：

2.以光伏发电为代表的新能源发电因其环境友好、建设周期短、边际发电成本低等优点而成为缓解能源危机和防治环境污染的有效举措，同时大规模光伏发电也是目前兴起的智能电网和能源互联网重要战略中不可或缺的重要组成部分。
3.另外，还有风力发电随着中国风电可再生能源产业的加速发展，度电成本稳步降低；风电场能量的合理分配是实现风电场投资收益最大化的重要手段。目前的能量分配方法大都是以发电量最大化为目标，力求通过提升风电厂投资收益来提高产品的竞争力。
4.随着光伏发电技术进步及经济性的提高，国内外均加大了光伏发电发展力度。为了提高光伏发电的效率，聚光光伏(cpv)越来越成为人们研究的热点。cpv组件是使用比较便宜的聚光器对太阳光聚光，从而减少了昂贵的电池用量。这样，既极大地提高光电转换效率，又同时降低了发电成本。但随着聚光比在增加，cpv组件的太阳光线接收角的范围就越小，当太阳光线与cpv组件透镜法线的夹角超过接受角以后，cpv组件的发电效率大大下降，甚至不能发电。另外，在风力发电过程中，风向也会对风力发电的效率产生影响。因此，如何最大程度地提高光伏和风力发电效率已成为新能源技术的研究热点。

技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种基于光伏、风能预测管理系统，解决以下技术问题：如何针对光伏和风能发电提供精准的转换效率预测管理系统。
6.本发明的目的可以通过以下技术方案实现：一种基于光伏、风能预测管理系统，包括：光伏发电模组，用于按照预设光线接收姿态进行光电转换；风能发电模组，用于按照预设风能接收姿态进行风电转换；光能评估单元，对所述光伏发电模组的光电转换效率进行实时评分得到光能转换评分；风能评估单元，对所述风能发电模组的风电转换效率进行实时评分得到风能转换评分；入网控制单元，用于根据所述光能转换评分和所述风能转换评分对所述光伏发电模组和所述风能发电模组进行入网切换和姿态调整。
7.通过上述技术方案，可分别对光伏发电模组和风能发电模组进行能量转化效率评分，来对光伏发电模组和风能发电模组分别进行姿态调整，以保证能量转化效率的提高，并可在其中某发电模组无法正常发电时切断其与电网之间的供电连接关系，减少对电网的干扰。
8.作为本发明进一步的方案：所述光能转换评分和所述风能转换评分分别与所述光
伏发电模组和所述风能发电模组的发电效率正相关；当所述光能转换评分低于警戒光电阈值时，停止所述光伏发电模组的供电入网；当所述风能转换评分低于警戒风电阈值时，停止所述风能发电模组的供电入网。
9.通过上述技术方案，考虑到转换评分在一定程度上代表发电侧存在能量来源不足的问题，进而会对发电质量产生一定的影响，因此可将有可能对电网质量产生影响的发电模块从供电侧剔除，从而保证用电侧的电网稳定。
10.作为本发明进一步的方案：当所述光能转换评分低于良好光电阈值时，按照姿态调整规则对所述光伏发电模组的姿态进行调整；所述光伏发电模组包括多个光伏发电单元；所述姿态调整规则包括：随机选其中一个所述光伏发电单元作为实验光伏单元；将所述实验光伏单元的当前姿态作为初始姿态；将所述实验光伏单元向第一方向旋转预设角度；获取所述实验光伏单元的光能转换评分；若所述光能转换评分降低，则将所述第一方向作为当日禁止调整方向；若所述光能转换评分升高，则将所述第一方向作为待定参考方向后复位至所述初始姿态，并重新选取另一方向旋转预设角度；当所述待定参考方向的数量为6；根据所有所述待定参考方向获得综合调整方向；将所述实验光伏单元向所述综合调整方向旋转预设角度后，完成所述光伏发电模组的姿态调整。
11.通过上述技术方案，可从光伏发电模组中选取一个光伏发电单元作为实验光伏单元，其太阳能电池板的角度姿态对发电效率有着相当的影响，在没有追日功能的条件下，可通过对实验光伏单元进行随机方向姿态调整，然后通过验证的方式到6个待定参考方向，根据这6个待定参考方向所围成的角度调节区域选择一个方向作为综合调整方向，从而能够较为精准的实现对实验光伏单元的姿态调整。
12.作为本发明进一步的方案：所述综合调整方向的获取方式包括：从所有所述待定参考方向中随机选取3个作为基准方向；按照预设顺序逐个给所述基准方向从剩余的3个所述待定参考方向中选取夹角最大的所述待定参考方向进行匹配，得到与所述基准方向关联的待定方向组；计算每个所述待定方向组的平均方向；以旋转中心为球心，以任意半径做参考球面，以所述平均方向与所述参考球面的交点所围成的三角形区域的重心与所述球心的连线作为所述综合调整方向。
13.通过上述技术方案，是考虑到6个待定参考方向所围成的角度调节区域有可能比较大，在特定情况下可能难以保证综合调整方向的准确性，因此选出待定方向组，通过平均方向与参考球面的3个交点确定一个三角形区域，再以该三角形区域的重心与球心的连线作为综合调整方向，可以减少综合调整方向选取的不确定性。
14.作为本发明进一步的方案：当所述待定参考方向的数量大于6时，从中选出对应评分升高幅度最高的6个。
15.通过上述技术方案，可以保证调整的趋势方向正确，而且可以根据评分升高幅度的不同，对待定参考方向进行角度加权；比如，其中一号待定参考方向与原姿态方向的角度为5
°
，对评分升高幅度为6%，另一二号待定参考方向与原姿态方向的角度为3
°
，对应对评分升高幅度为12%，为一号的2倍，则可将一号待定参考方向与原姿态方向的角度调整为7
°
，增加了2
°
，将二号待定参考方向与原姿态方向的角度调整为7
°
，增加了4
°
，为一号的2倍。
16.作为本发明进一步的方案：将所述实验光伏单元向所述综合调整方向旋转预设角度后，重新计算所述实验光伏单元的光能转换评分；若所述光能转换评分的升高幅度低于预设阈值，则降低所述预设角度，重新进行所述综合调整方向的获取；若所述光能转换评分的升高幅度高于预设阈值，则增加调整预设角度的次数，每次调整都重新获取所述光能转换评分，并将所述光能转换评分与所述预设阈值进行比较。
17.通过上述技术方案，是考虑到一次调整存在过调或者调整方向为非最佳的可能，因此可降低预设角度，分散调整风险，而且增加调整预设角度的次数也可以保证姿态调整的准确度。
18.作为本发明进一步的方案：还包括：视日跟踪系统，用于确定太阳方位；所述综合调整方向根据所述太阳方位进行微调。
19.作为本发明进一步的方案：还包括：风向测定单元，用于测定实时风向；所述预设风能接收姿态与所述实时风向保持一致。
20.本发明的有益效果：（1）本发明可从光伏发电模组中选取一个光伏发电单元作为实验光伏单元，其太阳能电池板的角度姿态对发电效率有着相当的影响，在没有追日功能的条件下，可通过对实验光伏单元进行随机方向姿态调整，然后通过验证的方式到6个待定参考方向，根据这6个待定参考方向所围成的角度调节区域选择一个方向作为综合调整方向，从而能够较为精准的实现对实验光伏单元的姿态调整；（2）本发明考虑到转换评分在一定程度上代表发电侧存在能量来源不足的问题，进而会对发电质量产生一定的影响，因此可将有可能对电网质量产生影响的发电模块从供电侧剔除，从而保证用电侧的电网稳定。
附图说明
21.下面结合附图对本发明作进一步的说明。
22.图1为本发明中的预测管理系统的结构示意图。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1所示，本发明为一种基于光伏、风能预测管理系统，包括：光伏发电模组，用于按照预设光线接收姿态进行光电转换；
风能发电模组，用于按照预设风能接收姿态进行风电转换；光能评估单元，对所述光伏发电模组的光电转换效率进行实时评分得到光能转换评分；风能评估单元，对所述风能发电模组的风电转换效率进行实时评分得到风能转换评分；入网控制单元，用于根据所述光能转换评分和所述风能转换评分对所述光伏发电模组和所述风能发电模组进行入网切换和姿态调整。
25.通过上述技术方案，可分别对光伏发电模组和风能发电模组进行能量转化效率评分，来对光伏发电模组和风能发电模组分别进行姿态调整，以保证能量转化效率的提高，并可在其中某发电模组无法正常发电时切断其与电网之间的供电连接关系，减少对电网的干扰。
26.作为本发明进一步的方案：所述光能转换评分和所述风能转换评分分别与所述光伏发电模组和所述风能发电模组的发电效率正相关；当所述光能转换评分低于警戒光电阈值时，停止所述光伏发电模组的供电入网；当所述风能转换评分低于警戒风电阈值时，停止所述风能发电模组的供电入网。
27.通过上述技术方案，考虑到转换评分在一定程度上代表发电侧存在能量来源不足的问题，进而会对发电质量产生一定的影响，因此可将有可能对电网质量产生影响的发电模块从供电侧剔除，从而保证用电侧的电网稳定。
28.作为本发明进一步的方案：当所述光能转换评分低于良好光电阈值时，按照姿态调整规则对所述光伏发电模组的姿态进行调整；所述光伏发电模组包括多个光伏发电单元；所述姿态调整规则包括：随机选其中一个所述光伏发电单元作为实验光伏单元；将所述实验光伏单元的当前姿态作为初始姿态；将所述实验光伏单元向第一方向旋转预设角度；获取所述实验光伏单元的光能转换评分；若所述光能转换评分降低，则将所述第一方向作为当日禁止调整方向；若所述光能转换评分升高，则将所述第一方向作为待定参考方向后复位至所述初始姿态，并重新选取另一方向旋转预设角度；当所述待定参考方向的数量为6；根据所有所述待定参考方向获得综合调整方向；将所述实验光伏单元向所述综合调整方向旋转预设角度后，完成所述光伏发电模组的姿态调整。
29.通过上述技术方案，可从光伏发电模组中选取一个光伏发电单元作为实验光伏单元，其太阳能电池板的角度姿态对发电效率有着相当的影响，在没有追日功能的条件下，可通过对实验光伏单元进行随机方向姿态调整，然后通过验证的方式到6个待定参考方向，根据这6个待定参考方向所围成的角度调节区域选择一个方向作为综合调整方向，从而能够较为精准的实现对实验光伏单元的姿态调整。
30.作为本发明进一步的方案：所述综合调整方向的获取方式包括：
从所有所述待定参考方向中随机选取3个作为基准方向；按照预设顺序逐个给所述基准方向从剩余的所述所述待定参考方向中选取夹角最大的所述待定参考方向进行匹配；计算每个所述待定方向组的平均方向；以旋转中心为球心，以任意半径做参考球面，以所述平均方向与所述参考球面的交点所围成的三角形区域的重心与所述球心的连线作为所述综合调整方向。
31.通过上述技术方案，是考虑到6个待定参考方向所围成的角度调节区域有可能比较大，在特定情况下可能难以保证综合调整方向的准确性，因此选出待定方向组，通过平均方向与参考球面的3个交点确定一个三角形区域，再以该三角形区域的重心与球心的连线作为综合调整方向，可以减少综合调整方向选取的不确定性。
32.作为本发明进一步的方案：当所述待定参考方向的数量大于6时，从中选出对应评分升高幅度最高的6个。
33.通过上述技术方案，可以保证调整的趋势方向正确，而且可以根据评分升高幅度的不同，对待定参考方向进行角度加权；比如，其中一号待定参考方向与原姿态方向的角度为5
°
，对评分升高幅度为6%，另一二号待定参考方向与原姿态方向的角度为3
°
，对应对评分升高幅度为12%，为一号的2倍，则可将一号待定参考方向与原姿态方向的角度调整为7
°
，增加了2
°
，将二号待定参考方向与原姿态方向的角度调整为7
°
，增加了4
°
，为一号的2倍。
34.作为本发明进一步的方案：将所述实验光伏单元向所述综合调整方向旋转预设角度后，重新计算所述实验光伏单元的光能转换评分；若所述光能转换评分的升高幅度低于预设阈值，则降低所述预设角度，重新进行所述综合调整方向的获取；若所述光能转换评分的升高幅度高于预设阈值，则增加调整预设角度的次数，每次调整都重新获取所述光能转换评分，并将所述光能转换评分与所述预设阈值进行比较。
35.通过上述技术方案，是考虑到一次调整存在过调或者调整方向为非最佳的可能，因此可降低预设角度，分散调整风险，而且增加调整预设角度的次数也可以尽量保证姿态调整的准确度。
36.作为本发明进一步的方案：还包括：视日跟踪系统，用于确定太阳方位；所述综合调整方向根据所述太阳方位进行微调。
37.作为本发明进一步的方案：还包括：风向测定单元，用于测定实时风向；所述预设风能接收姿态与所述实时风向保持一致。
38.以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。

技术特征：

1.一种基于光伏、风能预测管理系统，其特征在于，包括：光伏发电模组，用于按照预设光线接收姿态进行光电转换；风能发电模组，用于按照预设风能接收姿态进行风电转换；光能评估单元，对所述光伏发电模组的光电转换效率进行实时评分得到光能转换评分；风能评估单元，对所述风能发电模组的风电转换效率进行实时评分得到风能转换评分；入网控制单元，用于根据所述光能转换评分和所述风能转换评分对所述光伏发电模组和所述风能发电模组进行入网切换和姿态调整。2.根据权利要求1所述的基于光伏、风能预测管理系统，其特征在于，所述光能转换评分和所述风能转换评分分别与所述光伏发电模组和所述风能发电模组的发电效率正相关；当所述光能转换评分低于警戒光电阈值时，停止所述光伏发电模组的供电入网；当所述风能转换评分低于警戒风电阈值时，停止所述风能发电模组的供电入网。3.根据权利要求2所述的基于光伏、风能预测管理系统，其特征在于，当所述光能转换评分低于良好光电阈值时，按照姿态调整规则对所述光伏发电模组的姿态进行调整；所述光伏发电模组包括多个光伏发电单元；所述姿态调整规则包括：随机选其中一个所述光伏发电单元作为实验光伏单元；将所述实验光伏单元的当前姿态作为初始姿态；将所述实验光伏单元向第一方向旋转预设角度；获取所述实验光伏单元的光能转换评分；若所述光能转换评分降低，则将所述第一方向作为当日禁止调整方向；若所述光能转换评分升高，则将所述第一方向作为待定参考方向后复位至所述初始姿态，并重新选取另一方向旋转预设角度；当所述待定参考方向的数量为6；根据所有所述待定参考方向获得综合调整方向；将所述实验光伏单元向所述综合调整方向旋转预设角度后，完成所述光伏发电模组的姿态调整。4.根据权利要求3所述的基于光伏、风能预测管理系统，其特征在于，所述综合调整方向的获取方式包括：从所有所述待定参考方向中随机选取3个作为基准方向；按照预设顺序逐个给所述基准方向从剩余的3个所述待定参考方向中选取夹角最大的所述待定参考方向进行匹配，得到与所述基准方向关联的待定方向组；计算每个所述待定方向组的平均方向；以旋转中心为球心，以任意半径做参考球面，以所述平均方向与所述参考球面的交点所围成的三角形区域的重心与所述球心的连线作为所述综合调整方向。5.根据权利要求4所述的基于光伏、风能预测管理系统，其特征在于，当所述待定参考方向的数量大于6时，从中选出对应评分升高幅度最高的6个。6.根据权利要求4所述的基于光伏、风能预测管理系统，其特征在于，将所述实验光伏
单元向所述综合调整方向旋转预设角度后，重新计算所述实验光伏单元的光能转换评分；若所述光能转换评分的升高幅度低于预设阈值，则降低所述预设角度，重新进行所述综合调整方向的获取；若所述光能转换评分的升高幅度高于预设阈值，则增加调整预设角度的次数，每次调整都重新获取所述光能转换评分，并将所述光能转换评分与所述预设阈值进行比较。7.根据权利要求4所述的基于光伏、风能预测管理系统，其特征在于，还包括：视日跟踪系统，用于确定太阳方位；所述综合调整方向根据所述太阳方位进行微调。8.根据权利要求1所述的基于光伏、风能预测管理系统，其特征在于，还包括：风向测定单元，用于测定实时风向；所述预设风能接收姿态与所述实时风向保持一致。

技术总结

本发明涉及发电管理技术领域，公开了一种基于光伏、风能预测管理系统，包括：光伏发电模组、风能发电模组、光能评估单元、风能评估单元、入网控制单元，可分别对光伏发电模组和风能发电模组进行能量转化效率评分，来对光伏发电模组和风能发电模组分别进行姿态调整，以保证能量转化效率的提高，并可在其中某发电模组无法正常发电时切断其与电网之间的供电连接关系，减少对电网的干扰。减少对电网的干扰。减少对电网的干扰。