阴影信息采集系统的制作方法

本申请涉及光伏发电技术领域，具体而言，本申请涉及一种阴影信息采集系统及光伏电站功率预测系统。

背景技术：

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的过程，由于光照、天气、环境等因素的影响，光伏电站的输出功率具有随机性和波动性，随着大量的光伏电站接入电网，已经对电网的安全稳定和经济运行造成了不利影响，因此，对光伏电站功率进行精确的预测正变得尤为重要。

目前，地面天空成像仪等地基遥感测云仪器、地基阴影传感器可以对光伏电站上空的云层进行实时监测，并基于对光伏电站发电的影响，实现对光伏电站功率的预测，然而，现有的方式中往往将光伏电站假设为一个点进行云层监测，对云层的监测只有光伏电站被遮挡或不被遮挡两种状态在云层对光伏电站中的光伏串部分遮挡的情况下，对光伏电站功率预测的精度不够。另外，利用阴影传感器对光伏电站上空的云层进行实时监测并进行功率预测的方式中，地基阴影传感器安装的位置往往远离光伏电站，通信线路较长，施工难度大，成本较高。

技术实现要素：

本申请针对现有方式的缺点，提出一种阴影信息采集系统及光伏电站功率预测系统，用以解决现有技术存在云层对光伏电站部分遮挡的情况下，对光伏电站功率预测的精度不够的技术问题。

第一个方面，本申请实施例提供了一种阴影信息采集系统，该阴影信息采集系统包括：若干阴影传感器和数据信号采集模块；

若干阴影传感器分散安装于光伏电站的若干个光伏串所在区域，用于监测若干个光伏串所在区域的光照信息；

数据信号采集模块与若干阴影传感器连接，用于实时采集及同步传输若干个光伏串所在区域的光照信息。

可选地，若干个光伏串所在区域的光照信息包括：若干光伏串所在区域内云层的大小形状、移动方向、移动速度及辐射变化。

可选地，阴影传感器包括光照度传感器。

可选地，阴影传感器包括光伏电池。

可选地，若干阴影传感器还分散安装于光伏电站的若干光伏串所在区域的周围区域，用于监测光伏电站的若干光伏串所在区域的周围区域的光照信息。

可选地，阴影传感器的数量大于或等于光伏串的数量。

第二个方面，本申请实施例提供了一种光伏电站功率预测系统，该光伏电站功率预测系统包括第一方面提供的阴影信息采集系统和分析预测系统。

可选地，分析预测系统包括：通信模块、计算机模块、阴影分析模块、功率分析模块和历史及统计分析数据模块；

计算机模块通过通信模块与阴影采集系统连接；

阴影分析模块、功率分析模块、历史及统计分析数据模块分别与计算机模块连接。

可选地，分析预测系统还包括：电源模块；

电源模块与计算机模块连接。

可选地，该光伏电站功率预测系统还包括：云端数据管理系统；

云端数据管理平台与分析预测系统连接，用于存储与分析分析预测系统生成的预测数据。

本申请实施例提供的技术方案带来的有益技术效果包括：

本申请实施例中，将若干阴影传感器分散安装于光伏电站的若干光伏串所在的区域，将监测的光照信息实时采集并传输至数据信号采集模块并进行集中整理，为光伏电站功率预测提供数据基础，可以实时掌握光伏电站的中的光伏串被云层部分遮挡情况下的光照信息，对光照信息的采集更加精确，避免了传感器安装的位置远离光伏电站，通信线路较长，施工难度大，成本较高等技术缺陷。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本申请实施例提供的一种阴影采集系统的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的一种光电站功率预测系统的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本申请，本申请的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术的详细描述对于示出的本申请的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能解释为对本申请的限制。

本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本申请所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。

首先对本申请涉及的几个名词进行介绍和解释：

光伏电站功率预测：指的是天气预报数据和/或实测数据为基础，结合光伏电站地理坐标及具体地域特点的参数化方案，建立预测模型及算法，实现未来一段时间内光伏电站输出功率的预测。

光伏电站功率预测从时间尺度上可以分为中长期功率预测、短期功率预测和超短期功率预测，中长期功率预测一般为一周以上，短期功率预测一般为1-3天，超短期功率预测一般为0-4小时，其中，短期、超短期功率预测的时间分辨率至少为15分钟。超短期功率预测中，云层遮挡日照形成的阴影随着云层移动和生消变化，是造成光伏电站功率大幅波动的主要原因，本申请提供的阴影信息采集系统及光伏电站功率预测系统旨在针对云层对光伏电站的影响，结合实际云层的移动情况，实现对光伏电站功率的超短期预测。

下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。

本申请实施例提供了一种阴影信息采集系统，图1为本申请实施例提供的一种阴影采集系统的结构示意图，如图1所示，该阴影采集系统10包括：若干阴影传感器101和数据信号采集模块102。

若干阴影传感器101分散安装于光伏电站的若干个光伏串所在区域，用于监测若干个光伏串所在区域的光照信息；数据信号采集模块102与若干阴影传感器101连接，用于实时采集及同步传输若干个光伏串所在区域的光照信息。

需要说明的是，在图1中，圆形区域内部为若干个光伏串所在区域，圆形区域外部为若干个光伏串所在区域的周围区域，阴影传感器101的位置与光伏串的位置基本相同，为了便于描述，图1中对光伏串的位置未进行标注。云层移动到光伏电站中的光伏串所在的区域时，会形成阴影，对光伏串形成遮挡，影响光伏串的发电效率，阴影传感器101安装于光伏串所在区域，在云层遮挡及无云层遮挡的情况下，对光伏串所在区域进行监测，实时掌握光伏串所在区域的光照情况，为功率预测提供数据基础。

数据信号采集模块102与若干阴影传感器101连接，可以为有线连接，也可以为无线连接，将若干阴影传感器101监测的光照信息进行采集，对大量的光照信息数据进行集中整理，实时采集及同步传输若干个光伏串所在区域的光照信息。可以理解的是，数据信号采集模块102与各个阴影传感器101连接，为了避免图1中连接线路过多及便于描述，如图1所示，只标注出数据信号采集模块102与若干阴影传感器101中的一部分进行了了连接。

本申请实施例提供的阴影信息采集系统，将若干阴影传感器分散安装于光伏电站的若干光伏串所在的区域，将监测的光照信息实时采集并传输至数据信号采集模块并进行集中整理，为光伏电站功率预测提供数据基础，可以实时掌握光伏电站中的光伏串被云层遮挡部分情况下的光照信息，对光照信息的采集更加精确，避免了传感器安装的位置远离光伏电站，通信线路较长，施工难度大，成本较高等技术缺陷。

基于上述实施例提供的阴影信息采集系统，下面结合附图，对该阴影采集系统的结构进行进一步地详细描述。

若干个光伏串所在区域的光照信息包括：若干光伏串所在区域内云层的大小形状、移动方向、移动速度及辐射变化。

需要说明的是，在超短期功率预测中，云层遮挡形成的阴影随着云层移动和生消变化，是造成光伏电站功率随机性和波动性的主要原因。阴影传感器可以监测云层的大小形状、移动方向、移动速度及辐射变化，实时掌握光伏串所在区域的光照情况。

可选地，阴影传感器包括光照度传感器。

需要说明的是，光照度传感器基于光照强度对光伏串所在区域内的光照进行监测，利用传感器内部的各种光电元件将光信号转换为电信号，再经过信号取样电路、放大电路和模数转换电路进行处理，获取表示光照度的数字信号，最后由微处理器进行处理。光照度传感器监测精度高、传输速度快，并且结构简单、形式多样。

可选地，阴影传感器包括光伏电池。

需要说明的是，采用光伏电池作为阴影传感器，可以通过测量光伏电池的短路电流来判断光伏串所在区域的辐射变化，进而监测其他光照信息。

可选地，若干阴影传感器还分散安装于光伏电站的若干光伏串所在区域的周围区域，用于监测光伏电站的若干光伏串所在区域的周围区域的光照信息。

需要说明的是，由于阴影传感器的成本比较低廉，在具备合适的安装条件时，可以在光伏电站的光伏串所在区域的周围区域设置更多的阴影传感器，提前监测到从光伏电站区域的周围区域向光伏电站区域内的阴影情况，提高了监测精度。

可选地，阴影传感器的数量大于或等于光伏串的数量。

需要说明的是，为了更加全面、精确地对光伏串所在区域的光照情况的监测，尽可能多的在光伏串所在区域及周围区域设置阴影传感器，提高监测精度。

本申请实施例还提供了一种光伏电站功率预测系统，图2为本申请实施例提供的一种光电站功率预测系统的结构示意图，如图2所示，该光伏电站功率预测系统包括：上述实施例提供的阴影信息采集系统10和分析预测系统20。

需要说明的是，阴影信息采集系统10与分析预测系统20可以通过有线或无线传输协议进行数据传输，阴影信息采集系统10将监测及采集到的光伏串所在区域的光照信息发送至分析预测系统20。分析预测系统20对光照信息进行分析与处理，结合历史数据，实现光伏电站功率的精确超短期预测。

可选地，分析预测系统20包括：通信模块201、计算机模块202、阴影分析模块203、功率分析模块204和历史及统计分析数据模块205。

计算机模块202通过通信模块201与阴影采集系统10连接；阴影分析模块203、功率分析模块204、历史及统计分析数据模块205分别与计算机模块202连接。

需要说明的是，计算机模块202通过通信模块201接收阴影采集系统10监测及采集的光照信息。阴影分析模块203可以对光照信息进行分析处理，获得云层阴影的大小形状、移动方向、移动速度及辐射变化的实时情况。功率分析模块204可以实时分析云层移动过程中光伏电站的输出功率，将光照信息与输出功率对应，分析各光伏串受到云层阴影的影响程度。历史及统计分析数据模块205存储有光伏电站的输出功率和光照信息对应的历史及统计分析数据。计算机模块202可以结合历史及统计分析数据，对当前及未来一段时间内光伏电站输出功率进行精确预测，预测精度可以达到分钟级别。

可选地，分析预测系统20还包括：电源模块206，电源模块206与计算机模块202连接。

需要说明的是，电源模块206可以为计算机模块202提供稳定的电源，保证计算机模块202及其他模块的正常及高效运行。

如图2所示，本申请实施例提供的光伏电站功率预测系统还包括：云端数据管理系统30。

云端数据管理平台30与分析预测系统20连接，用于存储与分析分析预测系统20生成的预测数据。

需要说明的是，云端数据管理平台30可以为光伏电站功率预测提供更大的空间与更强分析能力，为本地系统节约资源，提高功率预测的精确度。

本申请实施例提供的光伏电站功率预测系统通过利用分散安装于光伏串所在区域及周围区域的阴影传感器采集的光照信息进行实时分析处理，结合历史数据，可以实时掌握光伏电站的中的光伏串被云层部分遮挡情况下的光照信息，实现对光伏电站输出功率的精确超短期预测，避免了传感器安装的位置远离光伏电站，通信线路较长，施工难度大，成本较高等技术缺陷。

可以理解的是，本申请实施例中的术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是有线连接，也可以是无线连接；可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

以上所述仅是本申请的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本申请的保护范围。