一种太阳能光伏板发电功率优化方法、系统、装置及存储介质与流程

本发明涉及一种太阳能光伏板发电功率优化方法、系统、装置及存储介质，属于太阳能光伏发电。

背景技术：

1、随着社会发展、科技进步以及生活水平显著提高，在能源枯竭、环境污染与人们日益提高的能源需求矛盾凸显的今天，光伏技术是缓解全球环境危机和能源危机的重要手段。

2、太阳能光伏发电单机设备由旋转底座、倾斜旋转机构和太阳能光伏板组成。旋转底座、倾斜旋转机构的电机均使用伺服电机，伺服电机具有完善的闭环系统。旋转底座控制太阳能光伏板以旋转底座圆心为中轴旋转从而调整朝阳角度，倾斜旋转机构控制太阳能光伏板以倾斜旋转机构中心为中轴旋转从而调整倾斜角度，太阳能光伏板通过吸收太阳光，将太阳辐射能通过光电效应转换成电能。

3、太阳能光伏板发电功率受倾斜角度和朝阳角度影响。地球的自转和地球围绕太阳的公转，使得太阳能光伏板与太阳的相对位置不停的在变化。固定的倾斜角度和朝阳角度显然不能使得太阳能光伏板时时处于最大发电功率。目前，一般太阳能光伏板是固定倾斜角度和朝阳角度，初始倾斜角度和朝阳角度依赖于人工计算，无法保证太阳能光伏板长期处于最大发电功率点。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种太阳能光伏板发电功率优化方法、系统、装置及存储介质，解决现有技术中无法保证太阳能光伏板长期处于最大发电功率点的问题。

2、为实现以上目的，本发明是采用下述技术方案实现的：

3、第一方面，本发明提供了一种太阳能光伏板发电功率优化方法，包括：

4、获取初始倾斜角度和初始朝阳角度下太阳能光伏板的初始发电功率；

5、将初始发电功率、初始倾斜角度和初始朝阳角度输入到构建好的粒子群算法模型中，得到最优倾斜角度和最优朝阳角度，采用所述最优倾斜角度和最优朝阳角度时太阳能光伏板达到最大发电功率。

6、结合第一方面，进一步的，所述初始倾斜角度和初始朝阳角度通过以下方法得到：

7、通过构建好的粒子群算法模型生成初代粒子，初代粒子中包含初始倾斜角度和初始朝阳角度。

8、结合第一方面，进一步的，所述初始发电功率通过以下方法得到：

9、通过伺服电机及驱动器将太阳能光伏板的位置调整为初始倾斜角度和初始朝阳角度，通过功率监测装置检测到该位置下的发电功率，作为初始发电功率。

10、结合第一方面，进一步的，在所述构建好的粒子群算法模型中，包括以下步骤：

11、根据初始发电功率、初始倾斜角度和初始朝阳角度，寻找粒子的个体极值和群体极值；

12、根据所述个体极值和群体极值进行速度更新；

13、根据粒子的移动速度和当前粒子的位置更新下一代粒子的位置；

14、根据预设迭代次数对上述步骤进行循环执行，得到最优倾斜角度和最优朝阳角度。

15、结合第一方面，进一步的，所述速度更新包括通过以下公式对粒子i的移动速度进行更新：

16、

17、其中，ω是惯性权重表示粒子的初始速度对速度更新的影响，c1表示自我认知参数，取值为2，c2表示社会认知参数，取值为2，μ和η是两个在区间(0，1)之间的随机数，表示更新前的粒子i的移动速度，表示更新后的粒子i的移动速度，表示个体极值，表示当代粒子i的位置，gbestk表示群体极值；

18、在所述速度更新的过程中，设置有最大速度限制，当粒子的移动速度超过所述最大速度限制时，将粒子的移动速度设置为所述最大速度限制。

19、结合第一方面，进一步的，所述根据粒子的移动速度和当前粒子的位置更新下一代粒子的位置，通过以下公式进行：

20、

21、其中，是下一代粒子i的位置，是当代粒子i的位置，是粒子i的移动速度；

22、在更新位置的过程中，设置有解空间，当粒子的位置超过解空间的上限时，将粒子的位置设置为解空间的上限，当粒子的位置低于解空间的下限时，将粒子的位置设置为解空间的下限。

23、第二方面，本发明还提供了一种太阳能光伏板发电功率优化系统，包括：

24、数据获取模块：用于获取初始倾斜角度和初始朝阳角度下太阳能光伏板的初始发电功率；

25、功率优化模块：用于将初始发电功率、初始倾斜角度和初始朝阳角度输入到构建好的粒子群算法模型中，得到最优倾斜角度和最优朝阳角度，采用所述最优倾斜角度和最优朝阳角度时太阳能光伏板达到最大发电功率。

26、第三方面，本发明还提供了一种太阳能光伏板发电功率优化装置，包括处理器及存储介质；

27、所述存储介质用于存储指令；

28、所述处理器用于根据所述指令进行操作以执行根据第一方面任一项所述方法的步骤。

29、第四方面，本发明还提供了计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现第一方面任一项所述方法的步骤。

30、与现有技术相比，本发明所达到的有益效果是：

31、本发明提供的一种太阳能光伏板发电功率优化方法、系统、装置及存储介质，充分利用粒子群算法收敛性、有效性，对典型的优化问题能以较大概率收敛到全局最优的特性，针对不同经纬度地区、不同海拔高度和阴影遮罩的太阳能光伏板的最大发电功率点不同，利用粒子群算法，搜索太阳能光伏发电单机设备的最大发电功率点，使得太阳能光伏板长期处于最大发电功率点，大幅度提高了发电量，适用于任何经纬度地区，提高了太阳能光伏板的利用率。

技术特征：

1.一种太阳能光伏板发电功率优化方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏板发电功率优化方法，其特征在于，所述初始倾斜角度和初始朝阳角度通过以下方法得到：

3.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏板发电功率优化方法，其特征在于，所述初始发电功率通过以下方法得到：

4.根据权利要求1所述的一种太阳能光伏板发电功率优化方法，其特征在于，在所述构建好的粒子群算法模型中，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种太阳能光伏板发电功率优化方法，其特征在于，所述速度更新包括通过以下公式对粒子i的移动速度进行更新：

6.根据权利要求4所述的一种太阳能光伏板发电功率优化方法，其特征在于，所述根据粒子的移动速度和当前粒子的位置更新下一代粒子的位置，通过以下公式进行：

7.一种太阳能光伏板发电功率优化系统，其特征在于，包括：

8.一种太阳能光伏板发电功率优化装置，其特征在于，包括处理器及存储介质；

9.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至6任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种太阳能光伏板发电功率优化方法、系统、装置及存储介质，属于太阳能光伏发电技术领域，包括：获取初始倾斜角度和初始朝阳角度下太阳能光伏板的初始发电功率；将初始发电功率、初始倾斜角度和初始朝阳角度输入到构建好的粒子群算法模型中，得到最优倾斜角度和最优朝阳角度，采用所述最优倾斜角度和最优朝阳角度时太阳能光伏板达到最大发电功率；本发明充分利用粒子群算法收敛性、有效性，对典型的优化问题能以较大概率收敛到全局最优的特性，针对不同情况下太阳能光伏板的最大发电功率点不同，对发电功率进行优化，使其长期处于最大发电功率点，大幅度提高了发电量，适用于任何经纬度地区，提高了太阳能光伏板的利用率。

技术研发人员：吕斌,陈曦鸣,甘业平,白云龙,郑抗震,王品,韩号,张世康
受保护的技术使用者：国网安徽省电力有限公司营销服务中心
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12