[发明专利]一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度的测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力系统领域，具体涉及一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度的测量方法。

背景技术

为了提升相同时间内光伏系统发电量，通常采用具有跟踪式光伏发电系统。通过跟踪太阳位置以提升光伏系统单日发电量。因此，光伏跟踪系统对太阳位置跟踪精度差异将直接关系到光伏发电体系单日发电量的多少。准确测量光伏跟踪系统跟踪精度将对评估光伏发电系统发电量多少有着重要意义。

目前，在光伏跟踪精度测试方面，部分研究仅仅制定了相应测试精度标准以规范光伏跟踪精度大小，其包括以下两种方法：

针孔法：将开有一个针孔的不透明轻薄平面平行固定于组件平面上方，两个平面之间有一定距离，在有效太阳光照时间内运行跟踪系统，检查组件平面上的太阳光斑偏离针孔的角度，对跟踪系统的跟踪精度进行检查。

直接辐射仪法：将光照直接辐射仪固定在转动结构上，并校整直接辐射仪与光伏组件表面垂直，在有效太阳光照时间内运行跟踪系统，检查直接辐射仪上太阳光斑偏离原点的角度，对跟踪系统的跟踪精度进行检查。也可将数字水平仪固定在转动结构上，在有效太阳光照时间内，计算此时所跟踪太阳入射角度与数字水平仪角度差，对水平单轴跟踪系统的跟踪精度进行检查。

采用这两种方法都是需要将测试设备固定至光伏组件上，并且需调整与光伏组件平行，在测试过程中其可操作性不强。

在光伏跟踪系统跟踪精度研究方面，目前文献主要着重于光伏跟踪精度研究，即太阳角度的计算和计算机实现问题。并且许多算法主要关注的是如何精确计算太阳位置参数，以使得所设计光伏跟踪系统能够更好地进行跟踪，但这些文献却较少关注太阳位置计算方法的可行性以及跟踪精度的测试方法即太阳入射光线与光伏组件之间夹角大小。有基于此，本发明提出一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度测量方法，该方法可以较为准确地对光伏跟踪精度进行测试，并且具有较强的可实施性。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度的测量方法，精确测出光伏跟踪系统对太阳位置跟踪精度差异，可以有效计算采用光伏跟踪系统后光伏组件发电量多少，并指导跟踪精度不达标光伏发电系统进行改进。

本发明提供的一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度的测量方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

（1）确定光伏组件安装位置和安装朝向；

（2）判断使用何种光伏系统，若为单轴光伏跟踪系统，则利用电子量角器确定所述光伏组件仰角并测试所述光伏组件全天方位角运行情况，并记录测试日期和测试结果；若为双轴光伏跟踪系统，则测试所述光伏组件全天方位角以及仰角运行情况，并记录测试日期和测试结果；

（3）将所述测试结果利用向量分解法对所述光伏系统跟踪精度进行计算判定，得到所述光伏系统跟踪精度。

其中，步骤（3）利用向量分解法计算包括如下步骤：

1）建立坐标；

2）计算测试当日太阳运行位置参数；

3）将太阳高度角归结至空间坐标系，用单位向量V_s表示；

4）将光伏组件法线角度归结到空间坐标系，单位向量V_p表示；

5）根据朗伯余弦定理，计算太阳光线与太阳能板法线之间的夹角θ，并将平面辐照度转化为太阳能板上垂直辐照度。

其中，步骤1）建立坐标时，根据光伏组件原始位置，求出其原始位置处的法向量，计算法向量与天顶坐标（即Z轴）之间的夹角，同时，在转轴转动时，计算任意转动时刻法向量与原始位置法向量夹角τ。

其中，步骤2）位置参数包括太阳高度角和太阳方位角。

其中，步骤2）采用传统工程法或SPA算法计算测试当日太阳运行位置参数。

其中，步骤3）所述V_s表示如下