[发明专利]光伏发电智能自适应跟踪控制方法及控制系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种光伏发电智能自适应跟踪控制方法及控制系统。 

背景技术

太阳能光伏发电是当今世界上可再生能源领域中最清洁、最现实、最有大规模开发利用前景的发电方式之一。光伏发电中光伏电池方阵的发电量与太阳光的入射角有关，当入射角为0°时发电量最大。光伏发电自动跟踪控制技术就是通过对光伏电池方阵平面的朝向的控制，调节入射角，以提升发电系统的效率，降低光伏发电成本。目前，光伏发电自动跟踪控制技术采用的跟踪监测方式主要有视日跟踪和光电跟踪两种。所述的视日跟踪就是依据太阳运行规律计算白天太阳在天空中的位置，并依照结果驱动光伏电池方阵进行跟踪，这种跟踪方式是一种开环的跟踪方式，计算太阳角度时容易产生误差，且产生误差之后不能进行及时调整，跟踪精度差；所述的光电跟踪就是由光电监测电路对太阳进行实时跟踪，这种跟踪方式是一种闭环的跟踪方式，能够不断修正跟踪方位，但是这种跟踪方法经常由于天气问题出现不跟踪或者错误跟踪的情况，特别是在多云天气下，光伏电池方阵进会跟踪云层边缘亮点，电机往复运动，造成了能源浪费和部件的额外磨损。由于视日跟踪和光电跟踪都存在一定的局限性，因此有人提出将视日运动和光电跟踪相结合，以光电跟踪为主，视日运动为辅。通常的做法是选取一个电信号阈值作为判断的标准，当遇到多云、阴天等天气状况时，光强小，光敏管上产生的电信号会低于设定的阈值，系统自动选取视日跟踪方式，天气好转后使用光电跟踪。然而，很难确定一个科学的阈值，无法准确跟踪。 

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种综合考虑了天气、环境、经济性的光伏发电智能自适应跟踪控制方法及控制系统，以确保监测精确、耗能少、发电效率高、驱动机构使用寿命长。 

本发明是这样实现的： 

一种光伏发电智能自适应跟踪控制方法，其特殊之处是具体步骤如下：

1）构建光伏发电智能自适应跟踪控制系统，所述的光伏发电智能自适应跟踪控制系统由天气监测模块，与天气监测模块连接的模糊综合评判跟踪监测太阳方位模块，与模糊综合评判跟踪监测太阳方位模块连接环境监测模块，与天气监测模块、环境监测模块分别连接的智能自适应跟踪控制模块，与智能自适应跟踪控制模块连接的电机驱动控制模块组成；

2）分别选取当地春夏秋冬在雨、雪天气下的多组辐射强度值u_雨雪及多云天气下的光强波动值λ_多云，并计算其平均值 与，将平均值作为基准输入天气监测模块中；

3）由天气监测模块采集实时辐射强度u、光强波动值λ，并分别与辐射强度平均值、光强波动平均值进行比较，按照下表所示，将天气状况分为晴、多云、雨雪三种：

u >λ <晴u >λ ≥多云u ≤ 雨雪

4）由模糊综合评判跟踪监测太阳方位模块依照视日跟踪与光电跟踪的方法分别确定太阳的理论位置，并依照太阳的理论位置与光伏电池方阵所在位置确定追踪角；

5）由模糊综合评判跟踪监测太阳方位模块提取天气监测模块测得的辐射强度及天气状况，并由辐射强度计算太阳能气象指数的量级，根据太阳能指数的量级及天气状况，分别分配依照视日跟踪与光电跟踪方法计算出的追踪角以加权系数，并计算加权追踪角φ；

6）由环境监测模块采集环境温度、风力、风向信息，并将环境温度按照是否影响光伏电池方阵发电效率分为高温、常温二种情况，将风力按照是否会对光伏电池方阵的支撑结构造成损坏分为强风、弱风二种情况；