国网山东省电力公司菏泽供电公司李福建获国家专利权
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龙图腾网获悉国网山东省电力公司菏泽供电公司申请的专利一种光伏发电功率区间预测方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120709966B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-31发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510809463.0,技术领域涉及:H02J3/00;该发明授权一种光伏发电功率区间预测方法是由李福建;踪凯;李鸿奎;甄颖;胡国华;程昭龙;曾宪振;孔宁;吕素;祝高乐;王磊;张元哲;张照贝;王曼琪设计研发完成,并于2025-07-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种光伏发电功率区间预测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种光伏发电功率区间预测方法,属于光伏发电功率预测技术领域,该方法包括以下步骤:收集光伏发电功率、气象、光伏板周围障碍物、光伏板布局及太阳位置数据;构建太阳位置变化模型,分析不同位置下光伏板光照强度差异,建立太阳位置‑光照强度‑发电功率关系模型,得出光照差异导致的不同发电功率;所述基于障碍物信息与太阳位置变化模型计算遮挡面积,并将面积变化规律与发电功率进行关联分析,反映遮挡影响,同时设定重算临界值。本发明解决了太阳位置季节性变化导致的阴影计算偏差及遮挡重叠误算问题,通过动态跟踪与临界值机制平衡计算精度与效率,实现了光伏发电功率区间的精准预测,适用于复杂光照环境下的功率预测场景。
本发明授权一种光伏发电功率区间预测方法在权利要求书中公布了:1.一种光伏发电功率区间预测方法,其特征在于,该方法包括以下步骤: S1、收集光伏发电功率、气象、光伏板周围障碍物、光伏板布局及太阳位置数据; S2、构建太阳位置变化模型,分析不同位置下光伏板光照强度差异,建立太阳位置-光照强度-发电功率关系模型,得出光照差异导致的不同发电功率; S3、基于障碍物信息与太阳位置变化模型计算遮挡面积,并将面积变化规律与发电功率进行关联分析,反映遮挡影响,同时设定重算临界值; S31、将太阳位置变化模型,结合障碍物和光伏板的位置信息,在三维空间中建立它们之间的几何关系模型,在建立关系模型时,将障碍物和光伏板抽象为简单的几何图形,利用坐标系统确定它们在空间中的相对位置和形态; S32、根据几何光学原理,在给定的太阳位置下,通过光线追踪的方法计算障碍物在光伏板上形成的阴影区域,从太阳位置发出平行光线,判断光线是否被障碍物阻挡,若被阻挡则确定在光伏板上形成的阴影边界,则利用计算机图形学算法计算阴影区域的面积,同时计算不同时间点的遮挡面积数据; S33、对计算得到的不同时间点的遮挡面积数据进行分析,绘制遮挡面积随时间变化的曲线,并运用趋势分析的方法找出其变化规律,并剖析影响遮挡面积变化的主要因素; S34、将光伏发电功率数据与对应的遮挡面积数据进行匹配,通过回归分析算法来分析遮挡面积与发电功率之间的关系,并建立遮挡面积与发电功率之间的关系模型,描述障碍物遮挡面积对发电功率的影响程度; S35、根据障碍物遮挡面积对发电功率的影响程度,确定光伏板发电功率出现明显变化对应的遮挡面积变化量,并将此时的太阳高度角和方位角变化量作为重算临界值,当累积变化量达到设定的临界值时,触发重新计算障碍物对光伏板遮挡面积的操作; S4、结合光伏板安装布局与太阳位置变化,分析光伏板之间的遮挡情况,太阳位置变化达临界值时重算遮挡面积; S5、综合考虑障碍物及光伏板间遮挡,计算不同时刻光伏板总遮挡面积,确定综合遮挡下发电功率变化规律; S51、将障碍物的遮挡面积数据和光伏板本体的遮挡面积数据整合,利用空间几何算法,判断障碍物的遮挡面积数据和光伏板本体的遮挡面积数据是否存在重叠部分,存在重叠区域时,提取出重叠区域的边界,并计算重叠面积; S52、存在重叠面积时,将障碍物的遮挡面积数据和光伏板本体的遮挡面积数据相加,并减去重叠面积,获得遮挡总面积;不存在重叠面积时,直接将障碍物的遮挡面积数据和光伏板本体的遮挡面积数据相加,获得遮挡总面积; S521、将障碍物和光伏板本体的遮挡区域抽象为二维平面上的多边形,并分别标记为障碍物遮挡多边形P1和光伏板本体遮挡多边形P2,获取它们各自顶点的坐标; S522、计算两个多边形各边的法向量作为分离轴,接着将两个多边形分别投影到每条分离轴上得到投影区间,当所有分离轴上的投影区间都重叠,则判断两个多边形相交,且存在重叠部分; S523、两个多边形存在重叠时,使用布尔运算中的交集运算,通过比较和组合两个多边形的边,去除不在重叠区域内的边,提取出重叠区域的边界,并使用鞋带公式计算其面积,具体公式为: ;其中,为计算后的重叠面积,n为顶点数量,分别为多边形第i个顶点的横坐标和纵坐标,分别为多边形第个顶点的横坐标和纵坐标,分别为多边形最后一个顶点的横坐标和纵坐标,分别为多边形第一个顶点的横坐标和纵坐标; S53、将光伏发电功率数据与对应的总遮挡面积数据进行匹配,确保每一个总遮挡面积数据都有相应的发电功率数据与之对应,再次使用回归分析算法,分析总遮挡面积与发电功率之间的关系,并建立总遮挡发电功率之间的关系模型; S6、综合光照强度、遮挡面积这些数据,计算并输出预测的光伏发电功率区间。
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