[发明专利]一种不同气候地区光谱分布差异的量化方法

说明书

本发明公开了一种不同气候地区光谱分布差异的量化方法，首先通过对ASTM E‑490AM0大气层上界的光谱分布数据进行一维线性插值处理，得到大气层上界任意波长的光谱辐照度，然后通过结合气温、地面相对湿度、臭氧光学质量、二氧化氮光学质量、气溶胶溶度、空气浓度参数气象数据计算某地某时刻的直射光谱分布数据，然后结合辐照计测量该时刻直射光谱与散射光谱的比值，以及该地的云量参数对光谱分布差异进行分析处理，求得以云量为指标的任意波长的直射光谱修正系数，从而减少光谱分布预测不确定性，达到较高精度的量化不同地区光谱分布差异目的。

技术领域

本发明涉及一种不同气候地区光谱分布差异的量化方法，属于光伏系统设计技术领域。

背景技术

近年来，随着环境保护意识的增强，风能、潮汐能、太阳能等可再生能源的利用逐年增多，其中太阳能的光伏电站安装量逐年剧增。在光伏电站的设计中，往往考虑的是安装地点的年辐照总量、电站功率等，而较少考虑当地气候因素。气候因素的变化对光伏电站的电力输出产生影响，影响电站的稳定性。所有的气候因素中，云层在大气层的对流层中，所有的天气现象如:风、雨、雷、雹，都是由云产生，其变化是随机的。在光谱的研究中，只是对一天中大气层中较为稳定的成分直射吸收影响和散射吸收影响，如臭氧、二氧化氮、气溶胶、水汽等，而未对阳光经过云层后光谱差异做出研究。无法精确考虑云层的对光伏电站的设计的具体影响。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种不同气候地区光谱分布差异的量化方法，量化因云量所引起的光谱分布的差异。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：一种不同气候地区光谱分布差异的量化方法，包括以下步骤：

1)对ASTM E490AM0大气层上界光谱分布进行一维线性插值处理，得到任意波长对应的辐照E(λ)，λ为波长；

2)计算地面直射光谱分布；

3)通过辐照计测量直接辐照和散射辐照，得到直接辐照占总辐照的比例；

4)计算以云量为评价指标的光谱差异修正系数函数；

5)基于步骤4)的光谱差异修正系数函数计算不同地区因云量不同而引起的光谱分布差异。

前述的地面直射光谱分布e_b(λ)为：

e_b(λ)＝E(λ)A_R(λ,m_R)A_o(λ,m_o)A_n(λ,m_n)A_g(λ,m_g)A_a(λ,m_a)A_w(λ,m_w) (1)

其中，A_R(λ,m_R)为瑞利散射吸收系数，A_o(λ,m_o)为臭氧吸收系数，A_n(λ,m_n)为二氧化氮吸收系数，A_g(λ,m_g)为混合气体吸收系数，A_a(λ,m_a)为气溶胶吸收系数，A_w(λ,m_w)为水汽吸收系数，m_R,m_o,m_n,m_a,m_g,m_w分别是瑞利散射、臭氧、二氧化氮、气溶胶、混合气体、水汽的光学质量；

前述的直接辐照占总辐照的比例α为：

α＝I_b/(I_b+I_d) (2)