一种光伏组件跟踪支架的控制方法与流程

本发明涉及光伏组件领域，具体为一种光伏组件跟踪支架的控制方法。

背景技术：

1、光伏发电是一种利用太阳能转化为电能的技术，其核心设备是光伏组件和跟踪支架，跟踪支架是一种可以根据太阳的移动方向调整光伏组件角度的装置，使太阳光束直射光伏组件的光伏面板，以最大化地接收太阳光照射，提高发电效率。

2、目前的跟踪支架主要是通过算法来使光伏面板正对太阳，以最大化的提高发电量，但是在多云、阴天或雨天等太阳辐照强度偏低的天气状况下，且太阳位置难以观察的情况下，一般需要跟踪支架的控制算法来预测太阳的位置，使光伏面板正对太阳的方向，但是在阴雨天气下，空气中的水汽浓度不稳定，而光线在照射到地面上时，会经过大气的折射，因此折射的角度具有一定的不确定性，导致目前算法计算出的日追踪角度可能并非最优跟踪角度，从而影响光伏组件的发电量。

技术实现思路

1、针对现有技术的不足，本发明提供了一种光伏组件跟踪支架的控制方法，解决了现有跟踪支架的控制算法在难以看到太阳的复杂天气下，计算出的日追踪角度可能并非最优跟踪角度，从而影响光伏组件的发电量的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、一种光伏组件跟踪支架的控制方法，该控制方法包括如下步骤：

4、s1、在跟踪支架设置与批量光伏面板平行的第一光伏板，并在跟踪支架上第一光伏板周围设置至少两组关于第一光伏板位置对称且呈一定夹角的第二光伏板，以及将该夹角标记为光伏角；

5、s2、周期性获取第一光伏板和第二光伏板在单位时间内的输出发电量，并计算单位面积的单位发电量；

6、s3、根据第一光伏板和第二光伏板的单位发电量计算其相对应的辐射倾角，并依次判断第二光伏板的各辐射倾角与光伏角是否均相等，并根据与光伏角不相等的辐射倾角的个数是否为奇数判断第一光伏板和第二光伏板是否异常；

7、若是，则输出与光伏角不相等的辐射倾角所对应的第二光伏板编号，并结束；

8、若否，则进入下一步；

9、s4、通过跟踪支架使各个第二光伏板的各辐射倾角与其光伏角相等，并记录调整后的跟踪支架的第一位置坐标；

10、s5、判断固定周期内的调整次数是否小于次数阈值；

11、若是，则返回步骤s2；

12、若否，则进入步骤s6；

13、s6、根据跟踪支架调整后的若干个第一位置坐标拟合获得支架旋转面，并根据辐射倾角计算跟踪支架在支架旋转面上旋转的第二角速度。

14、优选的，在步骤s2中，具体包括如下步骤：

15、s21、获取第一光伏板和各个第二光伏板的光伏板面积，周期性获取第一光伏板和第二光伏板在单位时间内的发电量；

16、s22、根据输出发电量计算第一光伏板和第二光伏板在单位时间内的单位发电量；单位发电量的计算公式为：

17、；

18、上式中，表示第一光伏板和第二光伏板中的第i个光伏板的单位发电量，表示第一光伏板和第二光伏板中的第i个光伏板在单位时间内的发电量，表示第一光伏板和第二光伏板中的第i个光伏板的光伏板面积。

19、优选的，在步骤s3中，具体包括如下步骤：

20、s31、根据单位发电量计算各个第一光伏板和第二光伏板的太阳辐照量；

21、s32、根据第一光伏板的太阳辐照量是否最小判断第一光伏板是否异常；

22、若是，则输出第一光伏板异常的提示，并返回步骤s1；

23、若否，则进入下一步；

24、s33、分别计算太阳辐射方向与各个第二光伏板的辐射倾角；辐射倾角的计算公式为：

25、；

26、上式中，表示第一光伏板或第二光伏板的辐射倾角，表示第一光伏板和第二光伏板中的第i个光伏板在单位时间内的发电量，为通过设备测得的太阳最大辐射量；

27、s34、判断第二光伏板的各辐射倾角与光伏角是否均相等；

28、若是，则返回步骤s2；

29、若否，则进入步骤s35；

30、s35、判断与光伏角不相等的辐射倾角所对应第二光伏板的个数是否为奇数；

31、若是，则输出与光伏角不相等的辐射倾角所对应的第二光伏板编号，并结束；

32、若否，则进入下一步。

33、优选的，在步骤s4中，具体包括如下步骤：

34、s41、比较第一光伏板和第二光伏板的输出发电量，判断第一光伏板的单位发电量是否最大；

35、若是，则返回步骤s2；

36、若否，则进入步骤s42；

37、s42、根据各个第二光伏板的辐射倾角，通过跟踪支架使同一组第二光伏板的辐射倾角相等；

38、s43、记录各个第二光伏板的辐射倾角相等时，跟踪支架的第一位置坐标。

39、优选的，在步骤s42中，具体包括如下步骤：

40、s421、获取各个第二光伏板的位置坐标，并依次建立与各组中两个第二光伏板垂直并经过跟踪支架轴心的第一光伏面；

41、s422、计算各组中两个第二光伏板辐射倾角的平均值；两个第二光伏板辐射倾角平均值的计算公式为：

42、；

43、上式中，表示光伏板辐射倾角平均值，和分别表示一组第二光伏板中的两个第二光伏板的辐射倾角；

44、s423、计算跟踪支架沿着第一光伏面转动的转动角，以使同一组第二光伏板的辐射倾角相等；转动角的计算公式为：

45、；

46、上式中，表示跟踪支架沿着第一光伏面转动的转动角，表示一组第二光伏板中的第一个第二光伏板的辐射倾角，表示两个第二光伏板辐射倾角的平均值。

47、优选的，在步骤s6中，具体包括如下步骤：

48、s61、根据跟踪支架的第一位置坐标拟合获得支架旋转面；

49、s62、根据若干个跟踪支架的第一位置坐标和相对应的时刻计算跟踪支架在支架旋转面上的第一角速度；第一角速度的计算公式为：

50、；

51、上式中，表示跟踪支架在支架旋转面上的第一角速度，表示若干个跟踪支架的第一位置坐标相对于跟踪支架转动中心的平均弧度，表示与第一位置坐标相对应的时间差；

52、s63、根据与支架旋转面距离最近的一组第二光伏板在一定周期内的辐射倾角差值，计算跟踪支架的补偿速度；

53、s64、根据补偿速度和第一角速度计算跟踪支架在支架旋转面上的第二角速度；第二角速度的计算公式为：

54、；

55、上式中，表示跟踪支架在支架旋转面上的第二角速度，表示跟踪支架在支架旋转面上的第一角速度，表示跟踪支架的补偿速度。

56、优选的，在步骤s63中，具体包括如下步骤：

57、s631、分别建立与各组第二光伏板垂直的光伏面；

58、s632、计算光伏面与支架旋转面的面夹角；

59、s633、选取面夹角最小的光伏面所对应的第二光伏板作为与支架旋转面距离最近的一组第二光伏板；

60、s634、根据与支架旋转面距离最近的一组第二光伏板的辐射倾角，计算跟踪支架的补偿速度；补偿速度的计算公式为：

61、；

62、上式中，表示跟踪支架的补偿速度，和分别为面夹角最小的光伏面所对应的一组第二光伏板中的两个第二光伏板的板辐射倾角，表示跟踪支架的补偿周期。

63、与现有技术相比，本发明提供了一种光伏组件跟踪支架的控制方法，具备以下有益效果：

64、1、本发明通过设置与批量光伏面板平行的第一光伏板以及第二光伏面板，通过第一光伏板以及第二光伏面板的单位发电量来反映第一光伏板和第二光伏面板的发电效率，通过计算太阳辐照量和辐射倾角来与光伏角进行对比，从而制定跟踪支架的调整目标为使第二光伏板的辐射倾角与光伏角相等，完成初步的调节，随后进一步通过建立支架旋转面和计算第二角速度实现跟踪支架的实时调节，以保证光伏组件最大的发电效率。

65、2、本发明通过第一光伏板和第二光伏板的布置形式，对比第一光伏板和第二光伏板的太阳辐照量，以及各第二光伏板辐射倾角与光伏角的大小，能够分别判断第一光伏板和第二光伏板是否发生异常，从而保证后续计算时相关数据的可靠性。

66、3、本发明通过计算获得支架旋转面和跟踪支架在支架旋转面上的第一角速度，实现对跟踪支架的初步控制，随后通过补偿速度，对第一角速度进行实时调整，以尽量保证太阳光线垂直照射到第一光伏板上和批量光伏组件的光伏板上，以尽量保证最大的发电效率。