一种光伏组件串线排布确定方法、装置及电子设备与流程

1.本发明涉及光伏组件技术领域，尤其涉及一种光伏组件串线排布确定方法、装置、及电子设备。


背景技术：

2.光伏电站的基本发电单元是光伏组件，在建设光伏电站时，需要将光伏组件连接成串，再与逆变器进行连接。随着光伏电站业务的发展，需要智能化的光伏组件串线排布设计，以满足不同情况的光伏电站场景。现有的光伏组件的串线寻优方法有c串优先算法、基于一定四邻域规则的异形串线寻优算法等。
3.但组件串数是一个多目标寻优问题，目前的算法在应用中仍然存在一定的问题：当前算法都是以组件为起始点，当组件全部串好之后，再把每串的起始点连接到逆变器，每串起始点到逆变器的连接线，占据整个电站线缆用量的80％左右，这种在串线中不考虑逆变器，最后再算到逆变器线缆的串线模式，显然不合理。另外，在多障碍物时可能没有路径结果，无法覆盖全电站场景。并且，当前算法给出的串线路径因规则限制并不能保证是最优串线路径。


技术实现要素：

4.本发明实施例提供了一种光伏组件串线排布确定方法、装置、及电子设备，以实现对不同区域类型的安装区域进行统一处理，可在较短时间内得到复杂安装区域的串线最优解。
5.第一方面，本实施例提供了一种光伏组件串线排布确定方法，包括：
6.根据光伏组件和逆变器在安装区域中的排布情况，构建所述光伏组件的网络节点图和邻接矩阵；
7.根据所述网络节点图和所述邻接矩阵，结合预设的路径搜索算法，确定串联所述光伏组件的最短串线路径；
8.根据各光伏组串包含的目标组件数，对所述最短串线路径进行划分，确定所述光伏组件与所述逆变器的串线排布方式。
9.第二方面，本实施例提供了一种光伏组件串线排布确定装置，包括：
10.构建模块，用于根据光伏组件和逆变器在安装区域中的排布情况，构建所述光伏组件的网络节点图和邻接矩阵；
11.路径确定模块，用于根据所述邻接矩阵，结合预设的路径搜索算法，确定串联所述光伏组件的最短串线路径；
12.排布确定模块，用于根据各光伏组串包含的目标组件数，对所述最短串线路径进行划分，确定所述光伏组件与所述逆变器的串线排布方式。
13.第三方面，本实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：
14.至少一个处理器；以及
15.与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
16.所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如本发明任一实施例所述的光伏组件串线排布确定方法。
17.本发明实施例提供一种光伏组件串线排布确定方法、装置、及电子设备，该方法包括：根据光伏组件和逆变器在安装区域中的排布情况，构建所述光伏组件的网络节点图和邻接矩阵；根据所述网络节点图和所述邻接矩阵，结合预设的路径搜索算法，确定串联所述光伏组件的最短串线路径；根据各光伏组串包含的目标组件数，对所述最短串线路径进行划分，确定所述光伏组件与所述逆变器的串线排布方式。上述技术方案，综合考虑光伏组件和逆变器的排布情况，将光伏组件方阵转化为图论研究的网络节点图和邻接矩阵，基于图论中图的最小生成树原理，确定最短串线路径，再对其进行划分获得光伏组件串线排布方式。相比于现有技术中串线方式确定过程中不考虑逆变器，最后再算到逆变器线缆导致串线效果不一定最优。本技术方案考虑了逆变器和光伏组件的连接线缆，且不受安装区域中障碍物的影响以及串线规则的限制，实现了光伏组件与逆变器的最优串线效果，节省了线缆成本。
18.应当理解，本部分所描述的内容并非旨在标识本发明的实施例的关键或重要特征，也不用于限制本发明的范围。本发明的其它特征将通过以下的说明书而变得容易理解。
附图说明
19.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
20.图1为本发明实施例一提供的一种光伏组件串线排布确定方法的流程示意图；
21.图2为本发明实施例一提供的光伏组件的八邻域结构示例图；
22.图3为本发明实施例一提供的某光伏组件的八邻域构建示例图；
23.图4为本发明实施例二提供的另一种光伏组件串线排布确定方法的流程示意图；
24.图5为本发明实施例二提供的光伏组件方阵到网络节点图的转换示例图；
25.图6为本发明实施例二提供的网络节点图到邻域矩阵的转化示例图；
26.图7为本发明实施例二提供的基于算法生成的路径示例图；
27.图8为本发明实施例三提供的一种光伏组件串线排布确定装置的结构示意图；
28.图9为本发明实施例四提供的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
29.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
30.需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“原始”、“目标”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
31.现有技术中，光伏组件串线寻优方式有c串优先算法、基于规则的穷举寻优串线算法以及基于光伏组件方阵映射到数字方阵的串线算法等。考虑到组件串数是一个多目标寻优问题，目前的串线寻优方式在应用中仍然存在一定的问题：当前串线方式都是以光伏组件为起始点，当光伏组件全部串好之后，再把每串的起始点连接到逆变器，而每串起始点到逆变器的连接线，占据整个电站线缆用量的80％左右，这种在串线中不考虑逆变器，最后再计算到逆变器线缆的串线模式，显然是不合理的。当前串线方式是以固定组串数，如{14,15,16}固定的顺序，第一串一定是14个组件，串线中移动一个组件的位置就会影响整个串线的结果，这种顺序限制了最优方案的选择。当前串线方式，因多种规则限制(如两个组件中间有一个障碍物，此两个光伏组件不能连接，不能连续换行等规则)，当安装区域中存在多障碍物时，会没有结果，又因规则限制过多，会错过最优路径，因此结果不能保证为最优。当前串线方式对于横排组件的处理仅限于在单个方阵中，当多个屋顶多方阵存在横排时，现有算法无法处理。另外，对于以组件到数字方阵的映射为核心的串线方式，完全依赖组件到数字方阵的映射，灵活性较差，不易于扩展。
32.针对上述存在问题，本实施例提供一种光伏组件串线排布确定方法。
33.实施例一
34.图1为本发明实施例一提供的一种光伏组件串线排布确定方法的流程示意图，该方法可适用于对光伏组件进行串线排布的情况，该方法可以由光伏组件串线排布确定装置来执行，该光伏组件串线排布确定装置可以采用硬件和/或软件的形式实现，并一般集成在电子设备中。
35.如图1所示，本实施例一提供的一种光伏组件串线排布确定方法具体可以包括以下步骤：
36.s101、根据光伏组件和逆变器在安装区域中的排布情况，构建光伏组件的网络节点图和邻接矩阵。
37.在本实施例中，基于图论研究原理，将光伏组件和逆变器的排布情况转换为网络节点图，以网络节点图为研究对象。网络节点图可以理解为一种有权无向图，其中，以每个光伏组件为图的节点，每个光伏组件可以直接相连的光伏组件为当前节点的连通节点，当前节点到连通节点之间的距离可以作为权重。优选光伏组件的八邻域内的组件作为与光伏组件直接相连的组件。本步骤中，可以获取光伏组件排布方阵的位置坐标以及逆变器的位置坐标，根据光伏组件的位置坐标和逆变器的位置坐标可以构建组件坐标的八邻域连接点结构。进一步根据组件的八邻域连接点结构，构建光伏组件的网络节点图。
38.可以理解的是，本实施例中不依赖组件排布类型或在户用电站中的屋顶类型，不管是户用屋顶光伏电站还是大型光伏电站，都只需要提供每个组件的坐标，以及逆变器的
放置位置坐标即可确定光伏组件的网络节点图。具体的，依次将每个光伏组件作为当前光伏组件，根据光伏组件的位置坐标，从每个组件八个方向寻找当前组件到下一组件的可连接点。通过每个组件的八邻域连接点，构建图中节点与其他节点之间的连通性。其中，在节点邻域内的节点，表示该节点可以与当前节点相连接，即在图中可以体现为两节点可以连通；不在节点邻域内的节点，表示该节点不能与当前节点直接相连接，即在图中可以体现为两个节点不可连通。两个节点间的权重表示每两个相连组件之间的实际距离。
39.为了更清楚的表述光伏组件的八邻域结构，示例性的，图2为本发明实施例一提供的光伏组件的八邻域结构示例图。如图2所示，假设p为当前光伏组件，p(x,y)表示当前光伏组件的坐标，p1-p8表示当前光伏组件p的八邻域结构，l1-l8分别表示八邻域结构中每个组件中心点到当前组件中心点的实际距离。可以清楚的是，p1-p8代表了当前光伏组件连接到下一个组件的可能情况，在邻域内的组件表示可以连接，不在邻域内的点，表示不可连接。
40.为了更好的解释八邻域的构建规则，以对某光伏组件进行八邻域构建为例进行说明。示例性的，图3为本发明实施例一提供的某光伏组件的八邻域构建示例图。可以理解的是，实际对光伏组件方阵进行八邻域构建时，可以根据光伏组件的位置坐标进行判断，不需要进行编号。本示例中为了更方便的表述，给每个光伏组件以编号进行表征。本示例中对每个光伏组件进行编号以表征每个光伏组件。图中组件方阵包括光伏组件p1-p45，另外与光伏组件并联的逆变器编号为0。本示例中以不同的光伏组件的邻域情况进行举例说明构建规则，不同的光伏组件情况包括：八个方向均无障碍物、左下角存在障碍物、正下方存在障碍物、右下方存在障碍物、左边存在障碍物、右边存在障碍物、左上角存在障碍物、正上方存在障碍物、右上方存在障碍物。
41.继续参考图3，如图所示，画斜线部分表示存在障碍物，光伏组件整体构建规则可以表述为：
42.1)若八个方向均无障碍物，如图3中编号为23的组件，八邻域的组件均在，可表示为{p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8}＝{13,14,15,22,24,33,34,35}；
43.2)若左下角p1为障碍物，则沿着p1所在行向左寻找，直到找到组件或到达方阵边缘，如图3中组件26的邻域p1为组件编号15，而组件10的邻域p1不存在；
44.3)若正下方p2为障碍物，则沿着垂直方向继续往下寻找，直到找到组件或到达方阵边缘。如图3中组件31的邻域p2是组件11，同理，组件13的邻域p2不存在；
45.4)若右下方p3为障碍物，则沿着p3所在行向右寻找，直到找到组件或到达方阵边缘。如图3中组件16的领域p3为组件8，组件43的邻域p3不存在；
46.5)若左边p4为障碍物，则沿着p3所在行向左寻找，直到找到组件或到达方阵边缘。如图3中组件21的邻域p4为20，组件38的邻域p4不存在；
47.6)若右边p5为障碍物，则沿着p5所在行向右边寻找，直到找到组件或到达方阵边缘。如图3中组件20的邻域p5为21，组件37的邻域p5不存在；
48.7)若左上角p6为障碍物，则沿着p6所在行向左边寻找，直到找到组件或到达方阵边缘。如图3中组件33的邻域p6为39，组件30的邻域p6不存在；
49.8)若正上方p7为障碍物，则沿着垂直方向继续往上寻找，直到找到组件或到达方阵边缘，如图3中组件11的邻域p7为组件31，组件35的邻域p7不存在；
50.9)若右上方p8为障碍物，则沿着p8所在行向右边寻找，直到找到组件或到达方阵
边缘。如图3中组件编号34的邻域p8为42，组件26的邻域p8不存在。
51.在本实施例中，特殊处理逆变器的八邻域结构。考虑到逆变器的位置往往是在组件排布方阵的边缘外侧，不同于组件方阵，可以从八个方向建立与其他组件的连接关系；从实际角度考虑，每一串光伏组串，不管第一个和最后一个组件在什么位置，最终都会并联到逆变器。因此，本实施例中，把逆变器作为算法的起始点。规定方阵中可直接与逆变器相连的组件，作为逆变器的邻域点。如图3所示，逆变器在右侧，可直接与逆变器相连的光伏组件编号有8、18、28、37、45，即逆变器的邻域组件为组件{8,18,28,37,45}。
52.可以理解的是，当构建出光伏组件方阵的邻域构件图之后，可以将每个光伏组件作为网络节点图的节点。将每个组件与八邻域内组件的连线作为网络节点图的边。根据光伏组件的坐标，可以确定出每个组件与八邻域内组件之间的距离，作为边的权重。
53.其中，邻接矩阵表示顶点之间相邻关系的矩阵，是图到矩阵的一种转换形式，便于图的存储。假设网络节点图用g＝(v,e)表示，v表示图的所有顶点集合，e表示图的所有边的集合，(u,v)代表连接顶点u与顶点v的边，而w(u,v)代表此边权重，用一个二维数组存放节点间边的权重，这个二维数组称为邻接矩阵。
54.s102、根据网络节点图和邻接矩阵，结合预设的路径搜索算法，确定串联光伏组件的最短串线路径。
55.在本实施例中，路径搜索算法可以理解为以光伏组件串线规则为背景，基于图论中图的最小生成树原理，设计的基于规则限制的最小生成树算法，最小生成树即连接所有节点所需的最短串线路径。本步骤的目的是规定一个起点，从起点出发连接所有节点的边的权重之和最小。可以理解的是，节点的边的权重表示两节点之间的距离，因此，在确定出边的权重之和最小就可以确定串联光伏组件的最短串线路径。需要清楚的是，最短串线路径应包含所有光伏组件。本实施例中用图生成的最小生成树，确定连接所有节点的最小权重之和，即连接所有组件产生的最少线缆，确定是全局整体最优的解。
56.其中，最小生成树算法可以表述为：10)输入：有权无向图用g＝(v,e)表示，v表示图的所有顶点集合，e表示图的所有边的集合；20)初始化：设置一个顶点集合s和一个边集合te，s和te的初始状态皆为空集；30)重复下列操作，直到顶点集合s等于v，重复操作包括31)在集合e中选取权重最小的边《u,v》，其中u为顶点集合s中的元素，而v不在s集合当中，并且v∈v；32)将v加入集合s中，将《u,v》边加入集合te中；40)输出：使用顶点集合s和一个边集合te来描述最小生成树，即最短串线路径。
57.本实施例中在对第33)步进行选择权重最小边时，需要考虑光伏组件排布本身需要遵循的规则，如需考虑光伏组件的正负极连接问题等。需要知道的是，由于每个光伏组串都需要并联到逆变器上，本实施例中，以逆变器对应节点为起点，将逆变器与光伏组件的连接线缆计算在内。
58.s103、根据各光伏组串包含的目标组件数，对最短串线路径进行划分，确定光伏组件与逆变器的串线排布方式。
59.其中，在光伏组件串线中，往往是由多个组串组成的，每个光伏组串包含设定个数的组件数，本实施例中记为目标组件数。示例性的，三个光伏组串的目标组件数可以表示为如route＝{14,15,16}。可以理解的是，并不是一条路径连接所有光伏组件，但每个光伏组串之间又是连续的，可以理解为各光伏组串是并联到逆变器的。即，上一个组串的起点(或
尾点)，一定是在下一个组串的起点(或尾点)的邻域内，即我们可通过对最小串线路径进行切分，把大的路径分割成指定长度的小路径。
60.在本实施例中，在组件切分中优选逆变器的邻域点为切分点，原因是，每个切分点都会产生一个组串起点和尾点，并且这两个点最终都要并联到逆变器，而逆变器的邻域点是最靠近逆变器的节点，确保并联距离最短。并且在逆变器邻域点没有满足条件的前提下，利用试错法，确保每次切分点尽可能的靠近逆变器，减少并联逆变器产生的线缆费用。以逆变器为基准点，利用试错法从靠近逆变器的组件处优选切分点，实现生成树到串线路径的切分。确保切分的每条路径都是符合串线规则，并且使得切点形成的起始点尽可能靠近逆变器，以节省线缆。
61.本发明实施例提供一种光伏组件串线排布确定方法，该方法包括：根据光伏组件和逆变器在安装区域中的排布情况，构建所述光伏组件的网络节点图和邻接矩阵；根据所述网络节点图和所述邻接矩阵，结合预设的路径搜索算法，确定串联所述光伏组件的最短串线路径；根据各光伏组串包含的目标组件数，对所述最短串线路径进行划分，确定所述光伏组件与所述逆变器的串线排布方式。利用该方法，综合考虑光伏组件和逆变器的排布情况，将光伏组件方阵转化为图论研究的网络节点图和邻接矩阵，基于图论中图的最小生成树原理，确定最短串线路径，再对其进行划分获得光伏组件串线排布方式。相比于现有技术中串线方式确定过程中不考虑逆变器，最后再算到逆变器线缆导致串线效果不一定最优。本技术方案考虑了逆变器和光伏组件的连接线缆，且不受安装区域中障碍物的影响以及串线规则的限制，实现了光伏组件与逆变器的最优串线效果，节省了线缆成本。
62.实施例二
63.图4为本发明实施例二提供的另一种光伏组件串线排布确定方法的流程示意图，本实施例以上述实施例为基础，在本实施例中，可以将根据光伏组件和逆变器在安装区域中的排布情况，构建所述光伏组件的网络节点图和邻接矩阵具体表述为：根据所述光伏组件和所述逆变器在安装区域中的排布情况，分别确定各所述光伏组件以及所述逆变器的八邻域内的邻域组件；根据所述邻域组件，构建所述光伏组件的网络节点图；将所述网络节点图转换成所述光伏组件的邻接矩阵。
64.同时，本实施例还可以将根据所述网络节点图和所述邻接矩阵，结合预设的路径搜索算法，确定串联所述光伏组件的最短串线路径具体表述为：将所述网络节点图中所述逆变器对应节点作为所述最短串线路径的起点，并添加至顶点集合中；依次获取所述网络节点图中各所述光伏组件对应节点作为当前节点；根据所述邻接矩阵，确定所述当前节点连接的目标节点；将所述目标节点添加至所述顶点集合中以及将所述当前节点与所述目标节点的边添加至边集合中；根据所述目标节点的添加顺序，确定串联所述光伏组件的最短串线路径。
65.并且，本实施例还可以将根据各光伏组串包含的目标组件数，对所述最短串线路径进行划分，确定所述光伏组件与所述逆变器的串线排布方式具体表述为：根据所述逆变器对应节点的邻域节点，确定所述最短串线路径的目标分割点；根据所述目标分割点对所述最短串线路径进行切割，获得切割掉的目标串线路径；将切割后剩余的最短串线路径作为新的最短串线路径，返回继续执行目标分割点的确定步骤，直至所述最短串线路径均被切割成与所述光伏组串匹配；根据各所述目标串线路径，获得所述光伏组件与所述逆变器
的串线排布方式。
66.如图4所示，本技术实施例二提供的一种光伏组件串线排布确定方法，具体包括如下步骤：
67.s201、根据光伏组件和逆变器在安装区域中的排布情况，分别确定各光伏组件以及逆变器的八邻域内的邻域组件。
68.其中，光伏组件的八邻域内的邻域组件是指当前光伏组件的上、下、左、右以及两条对角线上的八个组件。根据光伏组件坐标，从每个组件八个方向寻找当前组件到下一个组件的可连接点。可以理解的是，本步骤不依赖组件排布类型或在户用电站中的屋顶类型，不管是户用屋顶光伏电站还是大型光伏电站，都只需要提供每个组件的坐标，以及逆变器的放置位置坐标即可。
69.在本实施例中，可以以中心点位置坐标表征光伏组件和逆变器，每个光伏组件对应唯一位置坐标。对于光伏组件，可以从八个方向确定当前光伏组件的八邻域内是否存在组件，若存在则确定为该组件为当前光伏组件的邻域组件。依次把光伏组件方阵中每个光伏组件作为当前光伏组件，分别确定每个当前光伏组件的八邻域内的组件，最终确定光伏组件方阵中每个光伏组件的八邻域内的邻域组件。对于逆变器，考虑到逆变器的位置往往是在组件排布方阵的边缘外侧，不同于组件方阵，可以从八个方向建立与其他组件的连接关系；从实际角度考虑，每一串组串，不管第一个和最后一个组件在什么位置，最终都会并联到逆变器。因此，本实施例中，把逆变器作为算法的起始点。因此，规定光伏组件方阵中可直接与逆变器相连的光伏组件，作为逆变器的邻域组件。
70.s202、根据邻域组件，构建光伏组件的网络节点图。
71.本步骤中，将光伏组件方阵中每个光伏组件作为网络节点图的节点。根据上述步骤确定出的邻域组件，若以每个光伏组件作为当前光伏组件，则可以确定出当前光伏组件与当前光伏组件的邻域组件之间连接关系以及距离。可以理解的是，光伏组件的八邻域表示了当前光伏组件可以连接到下一个组件的可能情况，光伏组件可以与该光伏组件的邻域组件可直接连接，光伏组件与该光伏组件的八邻域以外的组件不能直接连接。
72.具体的，将每个光伏组件作为网络节点图的节点，并根据光伏组件之间的连接关系以及距离，构建光伏组件的网络节点图。
73.进一步地，根据邻域组件，构建光伏组件的网络节点图，包括：
74.a1)确定各光伏组件以及逆变器到相应的邻域组件的距离。
75.具体的，根据光伏组件的位置坐标以及逆变器的位置坐标，可以确定光伏组件到该光伏组件的邻域组件之间的距离，以及逆变器到相应邻域组件之间的距离。
76.示例性的，继续参考图3，逆变器在右侧，可直接与逆变器相连的组件编号有8、18、28、37、45，即逆变器的邻域组件为{8,18,28,37,45}，并分别计算逆变器位置到其邻域组件的距离。计算每个组件中心点到其八邻域结构中每个组件中心点的距离，如组件编号为23的组件，八邻域结构为{p1,p2,p3,p4,p5,p6,p7,p8}＝{13,14,15,22,24,33,34,35}，l1-l8的距离可表示为组件编号23，分别到组件13、14、15、22、24、33、34、35的实际距离。如组件编号18的八邻域为只有5个存在，表示为{p1,p2,p4,p6,p7}＝{7,8,17,27,28}，l1、l2、l4、l6、l7分别表示为编号为18的组件到编号为7、8、17、27、28的实际距离。
77.b1)将各光伏组件作为节点、各光伏组件以及逆变器到相应的邻域组件的连线作
为边、以及各距离作为各边的权重，构建光伏组件的网络节点图。
78.具体的，光伏组件与该光伏组件的邻域组件可以直接连接、逆变器到该逆变器的邻域组件可以直接连接。因此，可以确定出各光伏组件以及逆变器之间的连接关系。将各光伏组件作为网络节点图的节点、各光伏组件以及逆变器到相应的邻域组件的连线作为网络节点图的边，各光伏组件以及逆变器到相应的邻域组件的距离作为网络节点图中对应边的权重。
79.组件方阵转换成的图是一种有权无向图，组件的邻域在图中表示为节点之间的连通性。不连通的节点，不能直接相连，即不在组件邻域内的组件，不能直接连接。示例性的，图5为本发明实施例二提供的光伏组件方阵到网络节点图的转换示例图。逆变器在光伏组件方阵的左侧，其中将逆变器编号为0，光伏组件依次编号为1、2、3、4、5、6。组件之间距离在图中用lij表示，i、j分别表示节点编号，如l54，在组件方阵中，表示编号为5(或4)的组件中心点到编号为4(或5)的组件中心点的距离。l54在图中表示节点5(或4)到节点4(或5)的权值；
80.可以看出逆变器0可以与光伏组件1和4直接连接，其两个节点的边的权重分别表示为l10、l40；光伏组件1可以与光伏组件2、4、5直接连接，其每两个节点的边的权重分别表示为l21、l41、l51；光伏组件2可以与光伏组件1、3、4、5、6直接连接，其每两个节点的边的权重分别表示为l21、l32、l42、l52、l62，其余组件的连接、权重不再一一列举。
81.s203、将网络节点图转换成光伏组件的邻接矩阵。
82.其中，邻接矩阵表示节点之间相邻关系的矩阵，是图到矩阵的一种转换形式，便于图的存储。假设网络节点图用g＝(v,e)表示，v表示图的所有顶点集合，e表示图的所有边的集合，(u,v)代表连接顶点u与顶点v的边，而w(u,v)代表此边权重，用一个二维数组存放节点间边的权重，这个二维数组称为邻接矩阵。
83.进一步地，将网络节点图转换成光伏组件的邻接矩阵，包括：
84.a2)根据网络节点图中包含的节点，构建初始二维数组。
85.具体的，根据网络节点图中包含的节点，构建一个初始二维数组，可以设置初始二维数组中各元素为“inf”表示无穷大，即两个节点不连通。
86.b2)将网络节点图中的权重作为矩阵元素添加至初始二维数组的相应位置，确定光伏组件的邻接矩阵。
87.本步骤中，邻接矩阵中的数值表示每两个节点之间的权重。将网络节点图中的权重作为矩阵元素添加至初始二维数组的相应位置，确定光伏组件的邻接矩阵，其中，“0”表示节点到自己的距离，“inf”表示无穷大，即两个节点不连通。将网络节点图中的权重作为矩阵元素添加至初始二维数组的相应位置，确定光伏组件的邻接矩阵。示例性的，图6为本发明实施例二提供的网络节点图到邻域矩阵的转化示例图，如图所示，第1列(行)；表示组件编号1的邻域组件对应的编号为{0,2,4,5}，到达每个组件节点的距离分别表示为{l10,l21,l41,l51}，对于其他组件此处不再一一列举。
88.s204、将网络节点图中逆变器对应节点作为最短串线路径的起点，并添加至顶点集合中。
89.其中，顶点集合用于存放依次确定出的各连接节点，考虑到光伏组串均需要并联到逆变器，本实施例将光伏组件与逆变器之间的线缆计算到总线缆中。具体的，设置一个顶
点集合s和一个边集合te，s和te的初始状态皆为空集。选定逆变器位置节点“0”作为起点，“0”加入到集合s。即将网络节点图中逆变器对应节点作为最短串线路径的起点，并添加至顶点集合中。可以理解的是，增加逆变器的位置为图的搜索起始点，特殊处理与逆变器节点连接的组件节点，保证合理性。
90.s205、依次获取网络节点图中各光伏组件对应节点作为当前节点。
91.具体的，依次获取网络节点图中各光伏组件对应节点作为当前节点，即，从图的所有顶点集合v中依次获取网络节点作为当前节点。
92.s206、根据邻接矩阵，确定当前节点连接的目标节点。
93.本实施例中规定一个起点，从起点出发连接所有的节点的边的权重之和最小确定为最短串线路径。目标节点可以理解为当前节点应可以连接的权重最小的下一节点。具体的，根据邻接矩阵中元素，以及光伏组件串线本身的规则，确定当前节点连接的目标节点。可以理解的是，当所有网络节点图中的节点均依次添加至顶点集合中，则结束。
94.进一步地，根据邻接矩阵，确定当前节点连接的目标节点，包括：
95.a3)将当前节点的邻域节点按权重升序排列，获得当前节点的邻域节点序列。
96.具体的，对当前节点的邻域内每个节点按权重升序排序，获得当前节点的邻域节点序列。
97.b3)将邻域节点序列中权重最小的邻域节点作为当前邻域节点。
98.示例性的，假设当前节点表示为a，x表示权重最小的邻域节点，从排序中第一条边(a,x)开始判断，将节点x作为当前邻域节点。
99.c3)根据邻接矩阵，判断当前邻域节点是否满足设定的节点连线条件。
100.本步骤中节点连接条件可以表示为：
101.c31)要求a是顶点集合s的元素，x不是顶点集合s的元素；
102.c32)如果当前节点a是某行在顶点集合s中出现的第一个元素，并且在a点之前存在两个以上在同行的节点，假设这两个节点为b和c，则：
103.若b和c连接方式为b
→
c，即向右，若节点a和节点b、c相差偶数行，则要求x是a的邻域节点p5以外的节点，即：x∈{p1,p2,p3,p4,p6,p7,p8}；若节点a和节点bc相差奇数行，则要求x是a的邻域节点p4以外的节点，即x∈{p1,p2,p3,p5,p6,p7,p8}。
104.若b和c的连接为b
←
c，即向左，若节点a和节点bc相差偶数行，则要求x是a的邻域节点p4以外的节点，即：x∈{p1,p2,p3,p5,p6,p7,p8}，若节点a和节点bc相差奇数行，则要求x是a的邻域节点p5以外的节点，即x∈{p1,p2,p3,p4,p6,p7,p8}。
105.需要说明的是，本步骤中对于光伏组件的连接情况需要考虑光伏组件本身的正负极，例如相邻两排光伏组件的正负极排布相反。
106.d3)若是，则将当前邻域节点确定为当前节点连接的目标节点。
107.具体的，若当前邻域节点满足设定的节点连线条件，则将当前邻域节点确定为当前节点连接的目标节点。
108.e3)否则，从邻域节点序列中获取当前邻域节点的下一邻域节点作为新的当前邻域节点，返回继续执行是否满足设定的节点连线条件的判断步骤直至邻域节点序列中的邻域节点均被遍历完。
109.具体的，若当前邻域节点不满足设定的节点连线条件，则从邻域节点序列中获取
当前邻域节点的下一邻域节点作为新的当前邻域节点，返回步骤c3)继续执行判断当前邻域节点是否满足设定的节点连线条件，直至邻域节点序列中的邻域节点均被遍历完。示例性的，若边(a,x)不满足以上条件，则继续判断排序中的下一条边是否满足条件。
110.可选地，该方法还包括：若当前节点无连接的目标节点，则从节点集合中获取当前节点的上一节点作为新的当前节点，重新确定当前节点连接的目标节点。具体的，若当前节点无法确定出连接的下一目标节点，则需要从节点集合中获取当前节点的上一节点作为新的当前节点，重新基于上述目标节点的确定方法确定当前节点连接的目标节点。
111.示例性的，继续接上述举例进行描述，若a的邻域内的节点都不满足以上条件，则回退a节点到顶点集合s中上一个节点。假设在s集合中的已有路径中，a的上一个节点为n，则a节点是n节点的一个邻域节点。重新选择当前节点为n，重新判断n的下一个节点，更新n为当前邻域节点，返回执行判断当前邻域节点a是否满足设定的节点连线条件。可以理解为，在顶点集合s中n的下一个节点为a，但是在a找下一个节点时，没有满足条件的，说明此路径不通，即对n的下一个连接点重新选择。
112.s207、将目标节点添加至顶点集合中以及将当前节点与目标节点的边添加至边集合中。
113.具体的，每确定出一个目标节点，则可以将目标节点添加至顶点集合中，并将当前节点与目标节点的边添加至边集合中。示例性的，若确定出目标节点为x，将节点x加入到顶点集合s中，将边(a，x)加入集合te中。当确定到最后一个目标节点时，把最后一个节点到逆变器对应节点的边加入边集合中。
114.s208、根据目标节点的添加顺序，确定串联光伏组件的最短串线路径。
115.具体的，根据确定出的各目标串线路径，可以获得目标串线路径中各节点的连接关系。顶点集合的所有目标节点的添加顺序即是节点的连接顺序，边集合中所有权重之和，即是在算法规则范围内，图生成的最小生成树，即最短串线路径。示例性的，图7为本发明实施例二提供的基于算法生成的路径示例图，最短串线路径为0
→1→2→3→4→5→6→
0。
116.s209、根据逆变器对应节点的邻域节点，确定最短串线路径的目标分割点。
117.其中，目标分割点是指将最短串线路径进行分割成满足要求的光伏组串的分割点。
118.本实施例中，通过上述步骤得到一条完整的路径，即是把全部节点串联在一起的一条路径。但是在组件串线中，往往是由多个组串组成的，如route＝{14,15,16}，并不是一个条路径连接了所有组件，但每个组串之间又是连续的，即，上一个组串的起点(或尾点)，一定是在下一个组串的起点(或尾点)的邻域内，即我们可通过对最短串线路径的切分，把大的路径分割成指定长度的小路径；假设生成的最端串线路径为path，path中含有所有组件。
119.考虑到逆变器与光伏组串的起点或终点连接的线缆，为了使线缆尽可能短，优选根据逆变器对应节点的邻域节点，确定最短串线路径的目标分割点。示例性的，如将邻域节点作为分割点判断是否满足光伏组串条件，或者以邻域节点附近的节点为光伏组串的分割点。
120.进一步地，根据逆变器对应节点的邻域节点，确定最短串线路径的目标分割点，包括：
121.a4)将逆变器对应节点的邻域节点作为分割点。
122.具体的，优选将逆变器对应节点的邻域节点作为分割点。在组件切分中优先逆变器的邻域点，原因是，每个切分点都会产生一个组串起点和尾点，并且这两个点最终都要并联到逆变器，而逆变器的邻域点是最靠近逆变器的节点，确保并联距离最短。
123.b4)判断分割点是否为最短串线路径的目标分割点。
124.具体的，根据分割点确定出的串线路径包含的节点数，判断节点数是否满足设定的组串包含的目标组件数，即可以判断该分割点是否为最短串线路径的目标分割点。
125.进一步地，判断分割点是否为最短串线路径的目标分割点，包括：
126.b41)将从最短串线路径的起点或者终点开始沿最短串线路径到达的第一个分割点作为当前分割点。
127.具体的，分别从最短串线路径的起点(尾点)开始确定到达第一个分割点，本实施例中记为当前分割点，这里不算逆变器对应节点。
128.b42)确定起点或终点到当前分割点的串线路径中包含的节点数。
129.具体的，计算起点或终点到当前分割点的串线路径中包含的节点数。假设起点到第一个分割点路径中的组件数为startnum，尾点确定的组件数为endnum。
130.b43)若节点数为目标组件数，则确定当前分割点为目标分割点。
131.具体的，若startnum或endnum∈目标组件数，节点数为目标组件数，则确定该分割点为目标分割点。优选地，当startnum和endnum都属于目标组件数时，优选起点确定的分割点为目标分割点。
132.b44)若节点数不为目标组件数，则确定当前分割点不为目标分割点，并将当前分割点的下一分割点作为新的当前分割点，继续执行节点数的确定步骤，直至各分割点均被遍历完。
133.具体的，若startnum或目标组件数，则在当前分割点的基础上加上到下一个分割点的节点数，返回步骤b42)判断下个分割点的节点数是否满足要求，若满足要求则确定下个分割点为目标分割点，若不满足要求则继续取下一分割点进行判断，直至各分割点均被遍历完。
134.c4)若是，则获取目标分割点。
135.具体的，若分割点为最短串线路径的目标分割点，则获取目标分割点。
136.d4)否则，根据最小差试错法，确定最短串线路径的目标分割点。
137.具体的，若分割点不是最短串线路径的目标分割点，则根据最小差试错法，求出最靠近逆变器的可选分割点，确定为最短串线路径的目标分割点。
138.进一步地，根据最小差试错法，确定最短串线路径的目标分割点，包括：
139.d41)分别确定起点到第一个分割点的串线路径包含的第一节点数以及终点到第一个分割点的串线路径包含的第二节点数。
140.具体的，第一节点数表示起点到第一个分割点的节点数，即包含的组件数，第二节点数表示为终点到第一个分割点的节点数，即包含的组件数。
141.d42)确定第一节点数和第二节点数中与目标组件数相差的最小值以及最小值对应的串线路径包含的节点数。
142.具体的，将第一节点数与第二节点数分别同目标组件数做差取绝对值运算，确定
两个差绝对值中的最小值，确定最小值是对应起点还是终点。假设最小值对应起点，则以第一节点数为基础，执行下述步骤。可以理解的是，由于存在多个组串，每个组串对应一个目标组件数，则会存在多个目标组件数，可以选取任一目标组件数与第一节点数和第二节点数作差。
143.d43)若节点数大于目标组件数，则将第一个初始分割点回退至最小值个节点，并将回退到的节点作为目标分割点。
144.具体的，若节点数大于目标组件数则在当前分割点处，回退最小值个组件数，作为一条组串路径的切分点，将前进到的节点作为目标分割点。
145.d44)若节点数小于目标组件数，则将第一个初始分割点前进至最小值个节点，并将前进到的节点作为目标分割点。
146.具体的，若节点数小于目标组件数，则在当前分割点处，前进最小值个组件数，作为一条组串路径的切分点，将前进到的节点作为目标分割点。
147.在逆变器邻域点没有满足条件的前提下，利用试错法，确保每次切分点尽可能的靠近逆变器，减少并联逆变器产生的线缆费用。
148.s210、根据目标分割点对最短串线路径进行切割，获得切割掉的目标串线路径。
149.具体的，根据目标分割点，将满足目标组串数的串线路径切割下来，将切割下来的串线路径作为目标串线路径。
150.s211、将切割后剩余的最短串线路径作为新的最短串线路径，返回继续执行目标分割点的确定步骤，直至最短串线路径均被切割成与各光伏组串匹配。
151.具体的，当切割掉目标串线路径，并将切割后剩余的最短串线路径更新为新的最短串线路径后，返回步骤s209继续执行目标分割点的确定步骤，直至最短串线路径均被切割成与目标组串匹配，即最短串线路径切分为成与目标组串匹配。
152.s212、根据各目标串线路径，获得光伏组件与逆变器的串线排布方式。
153.具体的，根据目标串线路径，可以确定出各目标串线路径中起点、终点以及目标串线路径中各节点的连接关系。将起点和终点对应的光伏组件与逆变器连接，并根据目标串线路径中各节点的连接关系，将对应光伏组件进行连接，最终获得光伏组件与逆变器的串线排布方式。
154.本实施例中，细化了基于光伏组件位置和距离的八邻域结构，充分构建每个组件之间的关系，保证串线算法的路径输出。将光伏组件排布方阵转换为网络节点图，以图的邻接矩阵来存储组件方阵，不分方阵类型，摆脱在户用屋顶中异形屋顶组件排布对算法的影响。另外，在图论中不再有障碍物的概念，解脱障碍物或异性区域对算法的影响；同时基于规则的最小生成树算法，保证整体串线最优，并且优选切分点中，算法不再受组串顺序的影响，实现了串线最优路径的确定。
155.实施例三
156.图8为本发明实施例三提供的一种光伏组件串线排布确定装置的结构示意图，可适用于对光伏组件进行串线排布的情况，该装置可以采用硬件和/或软件的形式实现。如图8所示，该装置包括：构建模块31、路径确定模块32以及排布确定模块33，其中，
157.构建模块31，用于根据光伏组件和逆变器在安装区域中的排布情况，构建光伏组件的网络节点图和邻接矩阵；
158.路径确定模块32，用于根据邻接矩阵，结合预设的路径搜索算法，确定串联光伏组件的最短串线路径；
159.排布确定模块33，用于根据各光伏组串包含的目标组件数，对最短串线路径进行划分，确定光伏组件与逆变器的串线排布方式。
160.可选地，构建模块31，可以包括：
161.邻域组件确定单元，用于根据光伏组件和逆变器在安装区域中的排布情况，分别确定各光伏组件以及逆变器的八邻域内的邻域组件；
162.节点图确定单元，用于根据邻域组件，构建光伏组件的网络节点图；
163.矩阵确定单元，用于将网络节点图转换成光伏组件的邻接矩阵。
164.进一步地，节点图确定单元，具体用于：
165.确定各光伏组件以及逆变器到相应的邻域组件的距离；
166.将各光伏组件作为节点、各光伏组件以及逆变器到相应的邻域组件的连线作为边、以及各距离作为各边的权重，构建光伏组件的网络节点图。
167.进一步地，矩阵确定单元，具体用于：
168.根据网络节点图中包含的节点，构建初始二维数组；
169.将网络节点图中的权重作为矩阵元素添加至初始二维数组的相应位置，确定光伏组件的邻接矩阵。
170.可选地，路径确定模块32，包括：
171.起点确定单元，用于将网络节点图中逆变器对应节点作为最短串线路径的起点，并添加至顶点集合中；
172.当前节点获取单元，用于依次获取网络节点图中各光伏组件对应节点作为当前节点；
173.目标节点确定单元，用于根据邻接矩阵，确定当前节点连接的目标节点；
174.节点添加单元，用于将目标节点添加至顶点集合中以及将当前节点与目标节点的边添加至边集合中；
175.路径确定单元，用于根据目标节点的添加顺序，确定串联光伏组件的最短串线路径。
176.可选地，路径确定模块32，还包括节点重新确定单元，具体用于：
177.若当前节点无连接的目标节点，则从节点集合中获取当前节点的上一节点作为新的当前节点，重新确定当前节点连接的目标节点。
178.进一步地，目标节点确定单元，具体用于：
179.将当前节点的邻域节点按权重升序排列，获得当前节点的邻域节点序列；
180.将邻域节点序列中权重最小的邻域节点作为当前邻域节点；
181.根据邻接矩阵，判断当前邻域节点是否满足设定的节点连线条件；
182.若是，则将当前邻域节点确定为当前节点连接的目标节点；
183.否则，从邻域节点序列中获取当前邻域节点的下一邻域节点作为新的当前邻域节点，返回继续执行是否满足设定的节点连线条件的判断步骤直至邻域节点序列中的邻域节点均被遍历完。
184.可选地，排布确定模块33，包括：
185.分割点确定单元，用于根据逆变器对应节点的邻域节点，确定最短串线路径的目标分割点；
186.目标路径确定单元，用于根据目标分割点对最短串线路径进行切割，获得切割掉的目标串线路径；
187.返回单元，用于将切割后剩余的最短串线路径作为新的最短串线路径，返回继续执行目标分割点的确定步骤，直至最短串线路径均被切割成与光伏组串匹配；
188.串线排布单元，用于根据各目标串线路径，获得光伏组件与逆变器的串线排布方式。
189.进一步地，分割点确定单元，包括：
190.将逆变器对应节点的邻域节点作为分割点；
191.判断分割点是否为最短串线路径的目标分割点；
192.若是，则获取目标分割点；
193.否则，根据最小差试错法，确定最短串线路径的目标分割点。
194.进一步地，分割点确定单元用于执行判断分割点是否为最短串线路径的目标分割点，包括：
195.将从最短串线路径的起点或者终点开始沿最短串线路径到达的第一个分割点作为当前分割点；
196.确定起点或终点到当前分割点的串线路径中包含的节点数；
197.若节点数为目标组件数，则确定当前分割点为目标分割点；
198.若节点数不为目标组件数，则确定当前分割点不为目标分割点，并将当前分割点的下一分割点作为新的当前分割点，继续执行节点数的确定步骤，直至各分割点均被遍历完。
199.进一步地，分割点确定单元用于执行根据最小差试错法，确定最短串线路径的目标分割点的步骤，可以包括：
200.分别确定起点到第一个分割点的串线路径包含的第一节点数以及终点到第一个分割点的串线路径包含的第二节点数；
201.确定第一节点数和第二节点数中与目标组件数相差的最小值以及最小值对应的串线路径包含的节点数；
202.若节点数大于目标组件数，则将第一个初始分割点回退至最小值个节点，并将回退到的节点作为目标分割点；
203.若节点数小于目标组件数，则将第一个初始分割点前进至最小值个节点，并将前进到的节点作为目标分割点。
204.本发明实施例所提供的光伏组件串线排布确定装置可执行本发明任意实施例所提供的光伏组件串线排布确定方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。
205.实施例四
206.图9为本发明实施例四提供的电子设备的结构示意图。电子设备旨在表示各种形式的数字计算机，诸如，膝上型计算机、台式计算机、工作台、个人数字助理、服务器、刀片式服务器、大型计算机、和其它适合的计算机。电子设备还可以表示各种形式的移动装置，诸如，个人数字处理、蜂窝电话、智能电话、可穿戴设备(如头盔、眼镜、手表等)和其它类似的
计算装置。本文所示的部件、它们的连接和关系、以及它们的功能仅仅作为示例，并且不意在限制本文中描述的和/或者要求的本发明的实现。
207.如图9所示，电子设备40包括至少一个处理器41，以及与至少一个处理器41通信连接的存储器，如只读存储器(rom)42、随机访问存储器(ram)43等，其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的计算机程序，处理器41可以根据存储在只读存储器(rom)42中的计算机程序或者从存储单元48加载到随机访问存储器(ram)43中的计算机程序，来执行各种适当的动作和处理。在ram 43中，还可存储电子设备40操作所需的各种程序和数据。处理器41、rom 42以及ram 43通过总线44彼此相连。输入/输出(i/o)接口45也连接至总线44。
208.电子设备40中的多个部件连接至i/o接口45，包括：输入单元46，例如键盘、鼠标等；输出单元47，例如各种类型的显示器、扬声器等；存储单元48，例如磁盘、光盘等；以及通信单元49，例如网卡、调制解调器、无线通信收发机等。通信单元49允许电子设备40通过诸如因特网的计算机网络和/或各种电信网络与其他设备交换信息/数据。
209.处理器41可以是各种具有处理和计算能力的通用和/或专用处理组件。处理器41的一些示例包括但不限于中央处理单元(cpu)、图形处理单元(gpu)、各种专用的人工智能(ai)计算芯片、各种运行机器学习模型算法的处理器、数字信号处理器(dsp)、以及任何适当的处理器、控制器、微控制器等。处理器41执行上文所描述的各个方法和处理，例如光伏组件串线排布确定方法。
210.在一些实施例中，光伏组件串线排布确定方法可被实现为计算机程序，其被有形地包含于计算机可读存储介质，例如存储单元48。在一些实施例中，计算机程序的部分或者全部可以经由rom 42和/或通信单元49而被载入和/或安装到电子设备40上。当计算机程序加载到ram 43并由处理器41执行时，可以执行上文描述的光伏组件串线排布确定方法的一个或多个步骤。备选地，在其他实施例中，处理器41可以通过其他任何适当的方式(例如，借助于固件)而被配置为执行光伏组件串线排布确定方法。
211.应该理解，可以使用上面所示的各种形式的流程，重新排序、增加或删除步骤。例如，本发明中记载的各步骤可以并行地执行也可以顺序地执行也可以不同的次序执行，只要能够实现本发明的技术方案所期望的结果，本文在此不进行限制。
212.上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，根据设计要求和其他因素，可以进行各种修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。