电缆布局方法及用于电缆布局的终端设备与流程

本发明涉及光伏领域，特别是涉及一种电缆布局方法及用于电缆布局的终端设备。

背景技术：

随着经济增长，需要的发电量急速地随之增加，导致煤炭发电、水力发电等传统方式供给的发电量明显无法满足经济社会的需要，且这些传统的发电试工明显浪费资源，污染环境，不利于经济的可持续发展。

随着科技的进步，新的发电方式应孕而生，如核工业发电、光伏发电、风力发电等。其中，光伏发电作为最为重要的新型发电方式之一，由于可以利用自然太阳能且不污染环境、不浪费资源，已经被普遍使用。

光伏发电厂区安装用于发电的光伏方阵，根据布局好的光伏方阵需要安装相应的逆变器和汇流箱，为传递电量，还需要通过电缆将光伏方阵、逆变器、汇流箱等元器件连接起来。常规的安装逆变器和汇流箱及对应布局电缆时，采取的是人工设计方式，根据敷设的电缆的长度选择电缆类型，逆变器和汇流箱的安装位置是完全依靠人为的主观决定，不能根据光伏电站的类型实现标准化、自动化设计，导致电量损耗大且经济效益低下。

技术实现要素：

基于此，有必要提供一种电缆布局方法及用于电缆布局的终端设备，实现对电缆的标准化、自动化设计。

一种电缆布局方法，所述方法包括：

按照预设规则设置逆变器和汇流箱在光伏方阵中的安装位置；

根据所述安装位置获取连接所述逆变器和汇流箱的电缆布局方案；

获取根据所述电缆布局方案计算的预设指标值；

根据所述预设指标值确定出需要的电缆连接方案。

在其中一个实施例中，所述预设规则为逆变器和汇流箱在组串式光伏方阵或集中式光伏方阵或集散式光伏方阵的安装位置规则。

在其中一个实施例中，所述获取连接所述逆变器和汇流箱的电缆布局方案包括：

获取所述逆变器和汇流箱的关联关系；

根据所述关联关系获取连接所述逆变器和汇流箱的电缆布局方案。

在其中一个实施例中，所述获取根据所述电缆布局方案计算的预设指标值包括：

根据所述电缆布局方案分别获取设置的逆变器和汇流箱的个数和安装位置；

通过光缆连接所述逆变器和汇流箱；

获取连接所述逆变器和汇流箱的电缆长度；

向基于所述电缆长度设置的用于计算所述预设指标值的指标计算公式输入对应的计算数据；

获取所述指标计算公式根据输入的计算数据计算的所述预设指标值。

在其中一个实施例中，所述电缆长度包括直流电缆长度、交流进线电缆长度、交流出线电缆长度。

在其中一个实施例中，所述指标计算公式包括预设的装机成本计算公式、总收益计算公式、度电成本计算公式。

在其中一个实施例中，根据所述预设指标值确定出需要的电缆连接方案包括：

以预设指标值小于预设值所对应的电缆连接方案作为需要的连接方案；或者

以最小的预设指标值所对应的电缆连接方案作为需要的电缆连接方案。

以上所述电缆布局方法通过软件程序设置逆变器和汇流箱在光伏方阵中的安装位置，由安装位置获取对应的电缆布局方案，由电缆布局方案计算对应的预设指标值，并根据预设指标值获取需要的电缆连接方案，从而使电缆布局时遵循同一预设指标值的标准，并实现电缆布局的自动化。

一种用于电缆布局的终端设备，包括：

设置模块，用于按照预设规则设置逆变器和汇流箱在光伏方阵中的安装位置；

第一获取模块，用于根据所述安装位置获取连接所述逆变器和汇流箱的电缆布局方案；

第二获取模块，用于获取根据所述电缆布局方案计算的预设指标值；

确定模块，用于根据所述预设指标值确定出需要的电缆连接方案。

在其中一个实施例中，所述第一获取模块包括：

关联获取单元，用于获取所述逆变器和汇流箱的关联关系；

方案获取单元，用于根据所述关联关系获取连接所述逆变器和汇流箱的电缆布局方案。

在其中一个实施例中，所述第二获取模块包括：

获取一单元，用于根据所述电缆布局方案分别获取设置的逆变器和汇流箱的个数和安装位置；

连接单元，用于通过光缆连接所述逆变器和汇流箱；

获取二单元，用于获取连接所述逆变器和汇流箱的电缆长度；

输入单元，用于向基于所述电缆长度设置的用于计算所述预设指标值的指标计算公式输入对应的计算数据；

获取三单元，用于获取所述指标计算公式根据输入的计算数据计算的所述预设指标值。

以上所述用于电缆布局的终端设备通过软件程序设置逆变器和汇流箱在光伏方阵中的安装位置，由安装位置获取对应的电缆布局方案，由电缆布局方案计算对应的预设指标值，并根据预设指标值获取需要的电缆连接方案，从而使电缆布局时遵循同一预设指标值的标准，并实现电缆布局的自动化。

附图说明

图1为一实施例电缆布局方法的流程示意图；

图2为一实施例用于电缆布局的终端设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一实施例的电缆布局方法包括步骤S120至步骤S180。

步骤S120，按照预设规则设置逆变器和汇流箱在光伏方阵中的安装位置；

步骤S140，根据安装位置获取连接逆变器和汇流箱的电缆布局方案；

步骤S160，获取根据电缆布局方案计算的预设指标值；

步骤S180，根据预设指标值确定出需要的电缆连接方案。

以上所述电缆布局方法通过软件程序设置逆变器和汇流箱在光伏方阵中的安装位置，由安装位置获取对应的电缆布局方案，由电缆布局方案计算对应的预设指标值，并根据预设指标值获取需要的电缆连接方案，从而使电缆布局时遵循同一预设指标值的标准，并实现电缆布局的自动化。

影响光伏发电的因素有太阳光照强弱、地理经纬度等不同因素，这些因素导致光伏方阵根据区域分布的方式不同，通常可以布局为组串式光伏方阵或集中式光伏方阵或集散式光伏方阵等类型。光伏方阵中为了减少光伏组件与逆变器之间连接的电缆线，方便维护，提高可靠性，一般需要在光伏组件与逆变器之间增加交流汇流箱，不同的光伏方阵类型中，逆变器与汇流箱的数量和连接关系不同。

在程序或界面中显示光伏方阵布局图后，由步骤S120可以按照预设规则设置逆变器和汇流箱在光伏方阵中的安装位置。该预设规则为逆变器和汇流箱在组串式光伏方阵或集中式光伏方阵或集散式光伏方阵的安装位置规则。

设置逆变器和汇流箱在光伏方阵中的安装位置后，由步骤S140可以根据安装位置获取连接逆变器和汇流箱的电缆布局方案。具体的，步骤S140包括步骤S141和步骤S142。

步骤S141，获取逆变器和汇流箱的关联关系。

在组串式光伏方阵或集中式光伏方阵或集散式光伏方阵等类型中，需要将光伏方阵发出的直流电通过一个或多个汇流箱汇流后，输出至逆变器转换为交流电，而不同的光伏方阵类型中，汇流箱与逆变器的数量和连接关系不同。

步骤S142，根据关联关系获取连接逆变器和汇流箱的电缆布局方案。

由汇流箱和逆变器的连接关系即可基于该连接关系设置具体的电缆布局方案，如汇流的方式，汇流的位置等。具体的电缆布局方案可以预先由软件程序生成。

由步骤S140获取电缆布局方案后，通过步骤S160可以获取根据电缆布局方案计算的预设指标值。具体的，步骤S160包括步骤S161至步骤S165。

步骤S161，根据电缆布局方案分别获取设置的逆变器和汇流箱的个数和安装位置。

本实施例中，可以通过软件程序将在光伏方阵中设置的逆变器和汇流箱节点进行分别提取，明显的，该节点所在的位置即为对应逆变器或汇流箱的位置，由节点的个数可以确定对应逆变器或汇流箱的个数。

步骤S162，通过光缆连接逆变器和汇流箱。

明显的，根据逆变器和汇流箱的个数和安装位置可以由电缆连接逆变器和汇流箱。具体的，电缆可以是直流电缆或交流电缆，交流电缆包括交流进线电缆和交流出线电缆，不同的连接处需要采用不同类型的电缆进行连接。

步骤S163，获取连接逆变器和汇流箱的电缆长度。

其中，获取的电缆长度为由软件程序自动统计的直流电缆长度、交流进线电缆长度、交流出线电缆长度。软件程序可以根据电缆类型自动统计对应的电缆长度。

步骤S164，向基于电缆长度设置的用于计算预设指标值的指标计算公式输入对应的计算数据。

指标计算公式是根据电缆长度设置的计算公式。指标计算公式可以是预设的装机成本计算公式、总收益计算公式、度电成本计算公式。需要指出的是，本实施例中，指标计算公式与光伏方阵的类型对应，即不同的光伏方阵类型会设置与其对应的指标计算公式。具体的公式会在本实施例的后续部分进一步详述。需要指出的是，以上三种公式只是本实施例根据实际情况预设的优选的三种公式，不同的应用场景可以依据实际情况进一步选择更为合适的计算公式，如可能涉及的其他成本或收益公式等。

步骤S165，获取指标计算公式根据输入的计算数据计算的预设指标值。

由指标计算公式输入对应的计算数据即可得出对应的预设指标值。

本实施例中，通过步骤S180根据预设指标值确定出需要的电缆连接方案。具体的，可以以预设指标值小于预设值所对应的电缆连接方案作为需要的连接方案；或者以最小的预设指标值所对应的电缆连接方案作为需要的电缆连接方案。

本实施例以下内容进一步对指标计算公式进行详述。

本实施例设计了装机成本计算公式。

具体的，对于组串式光伏方阵，装机成本计算公式为：其为最低装机成本的期望公式。其中，P表示电缆部分的装机成本，P₁表示交流汇流箱进线电缆成本(价格+建安费)，P₂表示交流汇流箱出线电缆成本(价格+建安费)，P₃表示逆变器直流进线电缆成本(价格+建安费)，L₁表示交流汇流箱进线电缆长度，L₂表示交流汇流箱出线电缆长度，L₃表示逆变器直流进线电缆长度，W表示光伏方阵装机容量。其中，P₁、P₂、P₃、W的值可以可以由用户输入至软件程序中，在执行步骤S120至步骤S160的过程中，软件程序会自动生成L₁、L₂、L₃的值。由此，对于获取的电缆布局方案均可以通过以上公式计算出装机成本，选择其中装机成本最小的即可。

对于集中式光伏方阵，装机成本计算公式为：其中，P表示电缆部分的装机成本，P₃表示汇流箱直流进线电缆成本(价格+建安费)，P₄表示汇流箱直流出线电缆成本(价格+建安费)，L₃表示汇流箱直流进线电缆长度，L₄表示汇流箱直流出线电缆长度，W表示光伏方阵装机容量。此处的P₃、P₄、W可以由用户输入至以上公式中，在执行步骤S120至步骤S160的过程中，软件程序会自动生成L₃、L₄的值。由此，对于获取的电缆布局方案均可以通过以上公式计算出装机成本，选择其中装机成本最小的即可。

对于集散式光伏方阵，装机成本计算公式与集中式光伏方阵中的相同，具体参照以上对集中式光伏方阵中的装机成本计算公式的描述。

本实施例还设计了总收益计算公式。

具体的，对于组串式光伏方阵，总收益计算公式为：

P'＝min(P₁'*L₁+P₂'*L₂+P₃'*L₃)。

其中，

其中，P'表示电缆部分的N年总耗费值，本实施例中，根据实际应用选择N为25。P₁'表示交流汇流箱进线电缆25年总耗费值，P₂'表示交流汇流箱出线电缆25年总耗费值，P₃'表示逆变器直流进线电缆25年总耗费值，P₁表示交流汇流箱进线电缆成本(价格+建安费)，P₂表示交流汇流箱出线电缆成本(价格+建安费)，P₃表示逆变器直流进线电缆成本(价格+建安费)，L₁表示交流汇流箱进线电缆长度，L₂表示交流汇流箱出线电缆长度，L₃表示逆变器直流进线电缆长度，M_n表示交流汇流箱进线电缆第n年损失发电量的价值，n小于N，M'_n表示交流汇流箱出线电缆第n年损失发电量的价值，M”_n表示逆变器直流进线电缆第n年损失发电量的价值，j表示上网电价，i表示折现率，I₁表示交流汇流箱进线峰值电流，I₂表示交流汇流箱出线峰值电流，I₃表示逆变器直流进线峰值电流，R₁表示交流汇流箱进线电缆电阻率，R₂表示交流汇流箱出线电缆电阻率，R₃表示逆变器直流进线电缆电阻率，RT表示逆变器效率，PR'表示次系统效率，T_n表示第n年有效发电小时数，k表示折算系数，定义为T_n/t，一般取值0.55～0.65，t表示当地辐照时间。其中，P₁、P₂、P₃、I₁、I₂、I₃、R₁、R₂、R₃、RT、PR'、T_n、t由用户输入至软件程序，在执行步骤S120至步骤S160的过程中，软件程序会自动生成L₁、L₂、L₃、P₁'、P₂'、P₃'、M_n、M'_n、M”_n的值。

对于集中式光伏方阵，总收益计算公式为：

P'＝min(P₃'*L₃+P₄'*L₄)。

其中，

其中，P'表示电缆部分的25年总耗费值，P₃'表示汇流箱直流进线电缆25年总耗费值，P₄'表示汇流箱直流出线电缆25年总耗费值，P₃表示汇流箱直流进线电缆成本(价格+建安费)，P₄表示汇流箱直流出线电缆成本(价格+建安费)，L₃表示直流汇流箱直流进线电缆长度，L₄表示直流汇流箱直流出线电缆长度，M'_n'表示汇流箱直流进线电缆第n年损失发电量的价值，M'_n”表示汇流箱直流出线电缆第n年损失发电量的价值，j表示上网电价，i表示折现率，I₃表示汇流箱直流进线峰值电流，I₄表示汇流箱直流出线峰值电流，R₃表示汇流箱直流进线电缆电阻率，R₄表示汇流箱直流出线电缆电阻率，RT表示逆变器效率，PR'表示次系统效率，T_n表示第n年有效发电小时数，k表示折算系数，定义为T_n/t，一般取值0.55～0.65，t表示当地辐照时间。其中，P₃、P₄、I₃、I₄、R₃、R₄、RT、PR'、T_n、t由用户输入至软件程序，在执行步骤S120至步骤S160的过程中，软件程序会自动生成P'、P₃'、P₄'、L₃、L₄、M'_n'、M'_n”的值。

对于集散式光伏方阵，总收益计算公式与集中式光伏方阵中的相同，具体参照以上对集中式光伏方阵中的总收益计算公式的描述。

本实施例还设计了度电成本计算公式。

具体的，对于组串式光伏方阵，度电成本计算公式为：

其中，

其中，P”表示电缆部分度电成本，P₁表示交流汇流箱进线电缆成本(价格+建安费)，P₂表示交流汇流箱出线电缆成本(价格+建安费)，P₃表示逆变器直流进线电缆成本(价格+建安费)，L₁表示交流汇流箱进线电缆长度，L₂表示交流汇流箱出线电缆长度，L₃表示逆变器直流进线电缆长度，W表示光伏方阵装机容量，PR表示系统效率，T_n表示第n年有效发电小时数，i表示折现率，PR”表示首系统效率，I₁表示交流汇流箱进线峰值电流，I₂表示交流汇流箱出线峰值电流，I₃表示逆变器直流进线峰值电流，R₁表示交流汇流箱进线电缆电阻率，R₂表示交流汇流箱出线电缆电阻率，R₃表示逆变器直流进线电缆电阻率，RT表示逆变器效率，PR'表示次系统效率，k表示折算系数，定义为T_n/t，一般取值0.55～0.65，t表示当地辐照时间。其中，P₁、P₂、P₃、W、T_n、i、PR”、I₁、I₂、I₃、R₁、R₂、R₃、RT由用户输入至软件程序，在执行步骤S120至步骤S160的过程中，软件程序会自动生成P”、L₁、L₂、L₃、PR、k的值。

对于集中式光伏方阵，度电成本计算公式为：

其中，

其中，P”表示电缆部分度电成本，P₃表示汇流箱直流进线电缆成本(价格+建安费)，P₄表示汇流箱直流出线电缆成本(价格+建安费)，L₃表示直流汇流箱直流进线电缆长度，L₄表示直流汇流箱直流出线电缆长度，W表示光伏方阵装机容量，PR表示系统效率，T_n表示第n年有效发电小时数，i表示折现率，PR”表示首系统效率，I₃表示汇流箱直流进线峰值电流，I₄表示汇流箱直流出线峰值电流，R₃表示汇流箱直流进线电缆电阻率，R₄表示汇流箱直流出线电缆电阻率，RT表示逆变器效率，PR'表示次系统效率，k表示折算系数，定义为T_n/t，一般取值0.55～0.65，t表示当地辐照时间。其中，P₃、P₄、W、T_n、i、PR”、I₃、I₄、I₃、、I₄、RT、t由用户输入至软件程序，在执行步骤S120至步骤S160的过程中，软件程序会自动生成P”、L₃、L₄、PR的值。

对于集散式光伏方阵，度电成本计算公式与集中式光伏方阵中的相同，具体参照以上对集中式光伏方阵中的度电成本计算公式的描述。

以上所述公式只是本实施例的具体实现方式中最优选择，本实施例不限于基于本实施例所述内容对指标公式进行改变或更换，或以不同的公式名称形成的新的公式。

如图2所示，一实施例的用于电缆布局的终端设备包括设置模块120、第一获取模块140、第二获取模块160和确定模块180。

设置模块120用于按照预设规则设置逆变器和汇流箱在光伏方阵中的安装位置；

第一获取模块140用于根据安装位置获取连接逆变器和汇流箱的电缆布局方案；

第二获取模块160用于获取根据电缆布局方案计算的预设指标值；

确定模块180用于根据预设指标值确定出需要的电缆连接方案。

以上所述用于电缆布局的终端设备通过软件程序设置逆变器和汇流箱在光伏方阵中的安装位置，由安装位置获取对应的电缆布局方案，由电缆布局方案计算对应的预设指标值，并根据预设指标值获取需要的电缆连接方案，从而使电缆布局时遵循同一预设指标值的标准，并实现电缆布局的自动化。

其中，第一获取模块140包括：

关联获取单元，用于获取逆变器和汇流箱的关联关系；

方案获取单元，用于根据关联关系获取连接逆变器和汇流箱的电缆布局方案。

其中，第二获取模块160包括：

获取一单元，用于根据电缆布局方案分别获取设置的逆变器和汇流箱的个数和安装位置；

连接单元，用于通过光缆连接逆变器和汇流箱；

获取二单元，用于获取连接逆变器和汇流箱的电缆长度；

输入单元，用于向基于电缆长度设置的用于计算预设指标值的指标计算公式输入对应的计算数据；

获取三单元，用于获取指标计算公式根据输入的计算数据计算的预设指标值。

可以知道的是，本实施例的终端设备可以是笔记本、台式机，还可以是其他具有运算功能的运算设备等。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。