本發(fā)明涉及光伏抗風(fēng)，具體是涉及一種柔性光伏支架抗風(fēng)控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、柔性光伏支架作為太陽能光伏系統(tǒng)的重要組成部分，以其靈活的安裝方式、較低的成本以及對復(fù)雜地形的適應(yīng)性，逐漸在分布式光伏領(lǐng)域占據(jù)重要地位。然而，柔性光伏支架在戶外環(huán)境中運行時，風(fēng)力對其影響較大，當(dāng)風(fēng)力過大時，不僅可能引發(fā)光伏板的機械損壞，還會通過增加支架系統(tǒng)的負(fù)載而影響整體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性和安全性。目前市場上的柔性光伏支架抗風(fēng)控制方法大多依賴于經(jīng)驗判斷和人工調(diào)節(jié)，缺乏精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)支持和決策，無法根據(jù)實時風(fēng)況進行靈活調(diào)整，難以在復(fù)雜多變的風(fēng)力環(huán)境中實現(xiàn)高效、安全的運行。

2、因此，需要提供一種柔性光伏支架抗風(fēng)控制方法及系統(tǒng)，旨在解決上述問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本發(fā)明的目的在于提供柔性光伏支架抗風(fēng)控制方法及系統(tǒng)，以解決上述背景技術(shù)中存在的問題。

2、本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的，一種柔性光伏支架抗風(fēng)控制方法，所述方法包括以下步驟：

3、基于傳感器采集柔性光伏支架的風(fēng)力大小和風(fēng)向信息，對風(fēng)力大小和風(fēng)向信息進行預(yù)處理；

4、調(diào)取當(dāng)前柔性光伏支架的角度朝向，根據(jù)角度朝向、風(fēng)力大小和風(fēng)向信息計算單個光伏板的實時風(fēng)載荷；

5、根據(jù)實時風(fēng)載荷和載荷閾值確定是否需要對柔性光伏支架的角度朝向進行調(diào)節(jié)，當(dāng)需要時，執(zhí)行下一步驟；

6、確定預(yù)測風(fēng)載荷，預(yù)測風(fēng)載荷=k×載荷閾值，0＜k＜1，根據(jù)預(yù)測風(fēng)載荷、風(fēng)力大小和風(fēng)向信息確定柔性光伏支架的可調(diào)節(jié)角度范圍，根據(jù)所述可調(diào)節(jié)角度范圍得到的柔性光伏支架的風(fēng)載荷小于或者等于預(yù)測風(fēng)載荷；

7、調(diào)取當(dāng)前時間，根據(jù)當(dāng)前時間確定太陽直射角，根據(jù)太陽直射角和可調(diào)節(jié)角度范圍得到最終調(diào)節(jié)角度，根據(jù)最終調(diào)節(jié)角度控制朝向調(diào)節(jié)機構(gòu)對柔性光伏支架的角度進行調(diào)節(jié)。

8、作為本發(fā)明進一步的方案：所述對風(fēng)力大小和風(fēng)向信息進行預(yù)處理的步驟，具體包括：

9、根據(jù)濾波算法對原始的風(fēng)力大小和風(fēng)向信息進行去噪處理，以消除傳感器噪聲和隨機誤差；

10、識別并剔除原始的風(fēng)力大小和風(fēng)向信息中的異常值和缺失數(shù)據(jù)點；

11、根據(jù)插值方法對缺失數(shù)據(jù)點進行估算和補充。

12、作為本發(fā)明進一步的方案：所述根據(jù)角度朝向、風(fēng)力大小和風(fēng)向信息計算單個光伏板的實時風(fēng)載荷的步驟，具體包括：

13、調(diào)取單個光伏板面積a，根據(jù)角度朝向α計算有效迎風(fēng)面積，有效迎風(fēng)面ae=a×cosα；

14、調(diào)取光伏板型號，根據(jù)所述光伏板型號確定光伏板的阻力系數(shù)；

15、計算單個光伏板的實時風(fēng)載荷，實時風(fēng)載荷f=0.5×ρ×cd×ae×v2，其中，ρ表示空氣密度，cd是光伏板的阻力系數(shù)，v是風(fēng)速。

16、作為本發(fā)明進一步的方案：所述根據(jù)預(yù)測風(fēng)載荷、風(fēng)力大小和風(fēng)向信息確定柔性光伏支架的可調(diào)節(jié)角度范圍的步驟，具體包括：

17、調(diào)取柔性光伏支架的最小角度朝向α1和最大角度朝向α2，確定角度搜索范圍；

18、在搜索范圍內(nèi)，以預(yù)設(shè)步長δα迭代改變光伏支架的角度朝向α，對于每個角度朝向α，計算對應(yīng)的風(fēng)載荷；

19、遍歷所有計算出的風(fēng)載荷，尋找出滿足風(fēng)載荷小于或者等于預(yù)測風(fēng)載荷的所有角度朝向α，確定柔性光伏支架的可調(diào)節(jié)角度范圍。

20、作為本發(fā)明進一步的方案：所述根據(jù)太陽直射角和可調(diào)節(jié)角度范圍得到最終調(diào)節(jié)角度的步驟，具體包括：

21、根據(jù)太陽直射角確定最佳角度朝向，根據(jù)最佳角度朝向確定最佳可調(diào)節(jié)角度；

22、判定最佳可調(diào)節(jié)角度是否在可調(diào)節(jié)角度范圍內(nèi)，當(dāng)在可調(diào)節(jié)角度范圍內(nèi)，確定最佳可調(diào)節(jié)角度為最終調(diào)節(jié)角度；當(dāng)不在可調(diào)節(jié)角度范圍內(nèi)，確定可調(diào)節(jié)角度范圍中與最佳可調(diào)節(jié)角度相差最小的角度為最終調(diào)節(jié)角度。

23、本發(fā)明的另一目的在于提供一種柔性光伏支架抗風(fēng)控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：

24、風(fēng)力風(fēng)向確定模塊，用于基于傳感器采集柔性光伏支架的風(fēng)力大小和風(fēng)向信息，對風(fēng)力大小和風(fēng)向信息進行預(yù)處理；

25、實時風(fēng)載荷模塊，用于調(diào)取當(dāng)前柔性光伏支架的角度朝向，根據(jù)角度朝向、風(fēng)力大小和風(fēng)向信息計算單個光伏板的實時風(fēng)載荷；

26、角度調(diào)節(jié)判定模塊，用于根據(jù)實時風(fēng)載荷和載荷閾值確定是否需要對柔性光伏支架的角度朝向進行調(diào)節(jié)，當(dāng)需要時，執(zhí)行下一步驟；

27、調(diào)節(jié)角度范圍模塊，用于確定預(yù)測風(fēng)載荷，預(yù)測風(fēng)載荷=k×載荷閾值，0＜k＜1，根據(jù)預(yù)測風(fēng)載荷、風(fēng)力大小和風(fēng)向信息確定柔性光伏支架的可調(diào)節(jié)角度范圍，根據(jù)所述可調(diào)節(jié)角度范圍得到的柔性光伏支架的風(fēng)載荷小于或者等于預(yù)測風(fēng)載荷；

28、最終調(diào)節(jié)控制模塊，用于調(diào)取當(dāng)前時間，根據(jù)當(dāng)前時間確定太陽直射角，根據(jù)太陽直射角和可調(diào)節(jié)角度范圍得到最終調(diào)節(jié)角度，根據(jù)最終調(diào)節(jié)角度控制朝向調(diào)節(jié)機構(gòu)對柔性光伏支架的角度進行調(diào)節(jié)。

29、作為本發(fā)明進一步的方案：所述風(fēng)力風(fēng)向確定模塊包括：

30、數(shù)據(jù)去噪處理單元，用于根據(jù)濾波算法對原始的風(fēng)力大小和風(fēng)向信息進行去噪處理，以消除傳感器噪聲和隨機誤差；

31、異常值識別單元，用于識別并剔除原始的風(fēng)力大小和風(fēng)向信息中的異常值和缺失數(shù)據(jù)點；

32、缺失數(shù)據(jù)插值單元，用于根據(jù)插值方法對缺失數(shù)據(jù)點進行估算和補充。

33、作為本發(fā)明進一步的方案：所述實時風(fēng)載荷模塊包括：

34、有效迎風(fēng)面積單元，用于調(diào)取單個光伏板面積a，根據(jù)角度朝向α計算有效迎風(fēng)面積，有效迎風(fēng)面積ae=a×cosα；

35、阻力系數(shù)確定單元，用于調(diào)取光伏板型號，根據(jù)所述光伏板型號確定光伏板的阻力系數(shù)；

36、實時風(fēng)載荷單元，用于計算單個光伏板的實時風(fēng)載荷，實時風(fēng)載荷f=0.5×ρ×cd×ae×v2，其中，ρ表示空氣密度，cd是光伏板的阻力系數(shù)，v是風(fēng)速。

37、作為本發(fā)明進一步的方案：所述調(diào)節(jié)角度范圍模塊包括：

38、角度搜索范圍單元，用于調(diào)取柔性光伏支架的最小角度朝向α1和最大角度朝向α2，確定角度搜索范圍；

39、風(fēng)載荷計算單元，用于在搜索范圍內(nèi)，以預(yù)設(shè)步長δα迭代改變光伏支架的角度朝向α，對于每個角度朝向α，計算對應(yīng)的風(fēng)載荷；

40、角度范圍確定單元，用于遍歷所有計算出的風(fēng)載荷，尋找出滿足風(fēng)載荷小于或者等于預(yù)測風(fēng)載荷的所有角度朝向α，確定柔性光伏支架的可調(diào)節(jié)角度范圍。

41、作為本發(fā)明進一步的方案：所述最終調(diào)節(jié)控制模塊包括：

42、最佳調(diào)節(jié)角度單元，用于根據(jù)太陽直射角確定最佳角度朝向，根據(jù)最佳角度朝向確定最佳可調(diào)節(jié)角度；

43、最終調(diào)節(jié)角度確定單元，用于判定最佳可調(diào)節(jié)角度是否在可調(diào)節(jié)角度范圍內(nèi)，當(dāng)在可調(diào)節(jié)角度范圍內(nèi)，確定最佳可調(diào)節(jié)角度為最終調(diào)節(jié)角度；當(dāng)不在可調(diào)節(jié)角度范圍內(nèi)，確定可調(diào)節(jié)角度范圍中與最佳可調(diào)節(jié)角度相差最小的角度為最終調(diào)節(jié)角度。

44、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

45、本發(fā)明通過集成傳感器監(jiān)測、數(shù)據(jù)預(yù)處理、實時風(fēng)載荷計算、智能調(diào)節(jié)決策以及太陽直射角優(yōu)化等步驟，實現(xiàn)了對柔性光伏支架角度的精準(zhǔn)、智能調(diào)節(jié)，能夠有效應(yīng)對復(fù)雜多變的風(fēng)力環(huán)境，提高光伏系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性，還能在保證抗風(fēng)性能的同時，優(yōu)化光伏板的朝向，提高太陽能的利用效率。