本技術(shù)涉及光伏系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計，特別涉及一種基于中壓直掛逆變器的光伏方陣布置方法、裝置及設(shè)備。

背景技術(shù)：

1、在“碳中和”成為全球命題的背景下，以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的新能源大基地建設(shè)正加快推進，光伏發(fā)電技術(shù)作為當(dāng)中的重要角色之一，技術(shù)迭新日益加快，隨著電力電子高功率器件的技術(shù)進步及高頻變壓器在電力系統(tǒng)中滲透率的不斷提升，基于模塊化多電平變換器的級聯(lián)型拓撲的中壓直掛光伏逆變器，因其轉(zhuǎn)換效率高、功率密度大、冗余度大等特征，近年來在行業(yè)內(nèi)受到廣泛研究及技術(shù)應(yīng)用驗證。

2、相關(guān)技術(shù)中，傳統(tǒng)光伏系統(tǒng)架構(gòu)主要涉及“光伏組串(dc)—光伏逆變器(dc/ac)—工頻升壓變壓器(ac/ac)”三個階段，光伏方陣的設(shè)計主要包括光伏組串、光伏逆變器、工頻升壓變壓器及電纜路徑等設(shè)施設(shè)備的布置，在布置過程中，主要采用手工方法布置，即考慮光伏組串?dāng)?shù)量、經(jīng)緯度、光伏方陣傾角、方位角、方陣容配比等條件，使得布線長度最小。

3、然而，為避免光伏方陣互相遮擋，需要基于大量復(fù)雜計算及參數(shù)迭代得到布置邊界，由于參數(shù)之間關(guān)聯(lián)多，從而會提高計算的復(fù)雜性，降低布置效率較，且現(xiàn)有布置方法無法滿足中壓直掛光伏逆變器的布置需求，也未集成電纜載流量及壓降驗證，無法區(qū)分并統(tǒng)計線纜型號，從而影響直流電纜的布線長度及規(guī)格，亟需解決。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種基于中壓直掛逆變器的光伏方陣布置方法、裝置及設(shè)備，以解決相關(guān)技術(shù)中電纜的布置方法計算復(fù)雜度高、無法滿足中壓直掛逆變器的布置需求，也未集成電纜載流量及壓降驗證，從而影響直流電纜的布線長度及規(guī)格問題。

2、本技術(shù)第一方面實施例提供一種基于中壓直掛逆變器的光伏方陣布置方法，所述方法包括：

3、確定光伏方陣在預(yù)設(shè)時間的陰影范圍；

4、根據(jù)所述陰影范圍計算所述光伏方陣中相鄰光伏組串在行方向的中心點橫向距離和所述相鄰光伏組串在列方向的中心點縱向距離，基于所述中心點橫向距離和所述中心點縱向距離生成所述光伏方陣的初始布置策略；

5、對所述光伏方陣的初始布置策略進行迭代優(yōu)化，得到所述光伏方陣的最優(yōu)布置策略，并基于最優(yōu)布置約束條件確定所述光伏方陣的最優(yōu)布置策略中的中壓直掛逆變器的最優(yōu)布置位置，以根據(jù)所述最優(yōu)布置位置布置所述中壓直掛逆變器。

6、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述確定所述光伏方陣在所述預(yù)設(shè)時間的陰影范圍，包括：

7、獲取所述光伏方陣當(dāng)前所處的經(jīng)度信息和緯度信息；

8、根據(jù)所述光伏方陣當(dāng)前所處的經(jīng)度信息得到所述光伏方陣當(dāng)前所處的太陽時角，并根據(jù)全年天數(shù)得到所述光伏方陣當(dāng)前所處的太陽赤緯角；

9、根據(jù)所述緯度信息、所述太陽時角和所述太陽赤緯角得到所述光伏方陣當(dāng)前所處的太陽高度角和太陽方位角，并根據(jù)所述太陽高度角和所述太陽方位角得到所述光伏方陣在所述預(yù)設(shè)方向的陰影遮擋系數(shù)；

10、根據(jù)所述光伏方陣在所述預(yù)設(shè)方向的陰影遮擋系數(shù)確定所述光伏方陣在所述預(yù)設(shè)時間的陰影范圍。

11、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述根據(jù)所述陰影范圍計算所述光伏方陣中相鄰光伏組串在行方向的中心點橫向距離和所述相鄰光伏組串在列方向的中心點縱向距離，包括：

12、基于所述光伏組串的尺寸確定所述相鄰光伏組串之間在行方向的第一凈間距，并根據(jù)所述光伏組串的尺寸和所述第一凈間距得到所述相鄰光伏組串在行方向的中心點橫向距離；

13、基于所述光伏組串的第一安裝傾角和所述光伏組串的傾斜面長度確定所述光伏組串傾斜面投影長度；

14、基于所述光伏組串的第二安裝傾角、所述光伏組串的傾斜面長度和預(yù)設(shè)方向的陰影遮擋系數(shù)確定所述相鄰光伏組串之間在列方向的第二凈間距；

15、根據(jù)所述光伏組串傾斜面投影長度和所述第二凈間距得到所述相鄰光伏組串在列方向的中心點縱向距離。

16、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，在對所述光伏方陣的初始布置策略進行迭代優(yōu)化，得到所述光伏方陣的最優(yōu)布置策略之后，還包括：

17、判斷所述光伏方陣中行方向的第一光伏組串?dāng)?shù)和所述光伏方陣中列方向的第二光伏組串?dāng)?shù)；

18、若所述第一光伏組串?dāng)?shù)和所述第二光伏組串?dāng)?shù)均為奇數(shù)，則根據(jù)所述第一光伏組串?dāng)?shù)和所述第二光伏組串?dāng)?shù)確定所述中壓直掛逆變器的最優(yōu)布置位置；

19、若所述第一光伏組串?dāng)?shù)為偶數(shù)，則對所述第一光伏組串?dāng)?shù)所在行方向增加一列，得到新的所述行方向的第一光伏組串?dāng)?shù)；

20、若所述第二光伏組串?dāng)?shù)為偶數(shù)，則對所述第二光伏組串?dāng)?shù)所在列方向增加一行，得到新的所述列方向的第二光伏組串?dāng)?shù)；

21、根據(jù)所述新的行方向的第一光伏組串?dāng)?shù)和所述新的列方向的第二光伏組串?dāng)?shù)確定所述中壓直掛逆變器的最優(yōu)布置位置。

22、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，在根據(jù)所述最優(yōu)布置位置布置所述中壓直掛逆變器之后，還包括：

23、獲取所述光伏方陣中光伏組串的增加量，并基于所述增加量刪除距離所述中壓直掛逆變器的最優(yōu)布置位置最遠的光伏組串，以得到基于所述中壓直掛逆變器的最終光伏方陣。

24、本技術(shù)第二方面實施例提供一種基于中壓直掛逆變器的光伏方陣布置裝置，包括：

25、確定模塊，用于確定光伏方陣在預(yù)設(shè)時間的陰影范圍；

26、生成模塊，用于根據(jù)所述陰影范圍計算所述光伏方陣中相鄰光伏組串在行方向的中心點橫向距離和所述相鄰光伏組串在列方向的中心點縱向距離，基于所述中心點橫向距離和所述中心點縱向距離生成所述光伏方陣的初始布置策略；

27、布置模塊，用于對所述光伏方陣的初始布置策略進行迭代優(yōu)化，得到所述光伏方陣的最優(yōu)布置策略，并基于最優(yōu)布置約束條件確定所述光伏方陣的最優(yōu)布置策略中的中壓直掛逆變器的最優(yōu)布置位置，以根據(jù)所述最優(yōu)布置位置布置所述中壓直掛逆變器。

28、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述確定模塊，包括：

29、第一獲取單元，用于獲取所述光伏方陣當(dāng)前所處的經(jīng)度信息和緯度信息；

30、第二獲取單元，用于根據(jù)所述光伏方陣當(dāng)前所處的經(jīng)度信息得到所述光伏方陣當(dāng)前所處的太陽時角，并根據(jù)全年天數(shù)得到所述光伏方陣當(dāng)前所處的太陽赤緯角；

31、第三獲取單元，用于根據(jù)所述緯度信息、所述太陽時角和所述太陽赤緯角得到所述光伏方陣當(dāng)前所處的太陽高度角和太陽方位角，并根據(jù)所述太陽高度角和所述太陽方位角得到所述光伏方陣在所述預(yù)設(shè)方向的陰影遮擋系數(shù)；

32、第一確定單元，用于根據(jù)所述光伏方陣在所述預(yù)設(shè)方向的陰影遮擋系數(shù)確定所述光伏方陣在所述預(yù)設(shè)時間的陰影范圍。

33、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述生成模塊，包括：

34、第四獲取單元，用于基于所述光伏組串的尺寸確定所述相鄰光伏組串之間在行方向的第一凈間距，并根據(jù)所述光伏組串的尺寸和所述第一凈間距得到所述相鄰光伏組串在行方向的中心點橫向距離；

35、第二確定單元，用于基于所述光伏組串的第一安裝傾角和所述光伏組串的傾斜面長度確定所述光伏組串傾斜面投影長度；

36、第三確定單元，用于基于所述光伏組串的第二安裝傾角、所述光伏組串的傾斜面長度和預(yù)設(shè)方向的陰影遮擋系數(shù)確定所述相鄰光伏組串之間在列方向的第二凈間距；

37、第五獲取單元，用于根據(jù)所述光伏組串傾斜面投影長度和所述第二凈間距得到所述相鄰光伏組串在列方向的中心點縱向距離。

38、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，在對所述光伏方陣的初始布置策略進行迭代優(yōu)化，得到所述光伏方陣的最優(yōu)布置策略之后，所述布置模塊，還包括：

39、判斷單元，用于判斷所述光伏方陣中行方向的第一光伏組串?dāng)?shù)和所述光伏方陣中列方向的第二光伏組串?dāng)?shù)；

40、第四確定單元，用于若所述第一光伏組串?dāng)?shù)和所述第二光伏組串?dāng)?shù)均為奇數(shù)，則根據(jù)所述第一光伏組串?dāng)?shù)和所述第二光伏組串?dāng)?shù)確定所述中壓直掛逆變器的最優(yōu)布置位置；

41、第六獲取單元，用于若所述第一光伏組串?dāng)?shù)為偶數(shù)，則對所述第一光伏組串?dāng)?shù)所在行方向增加一列，得到新的所述行方向的第一光伏組串?dāng)?shù)；

42、第七獲取單元，用于若所述第二光伏組串?dāng)?shù)為偶數(shù)，則對所述第二光伏組串?dāng)?shù)所在列方向增加一行，得到新的所述列方向的第二光伏組串?dāng)?shù)；

43、第五確定單元，用于根據(jù)所述新的行方向的第一光伏組串?dāng)?shù)和所述新的列方向的第二光伏組串?dāng)?shù)確定所述中壓直掛逆變器的最優(yōu)布置位置。

44、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，在根據(jù)所述最優(yōu)布置位置布置所述中壓直掛逆變器之后，所述布置模塊，還包括：

45、調(diào)整單元，用于獲取所述光伏方陣中光伏組串的增加量，并基于所述增加量刪除距離所述中壓直掛逆變器的最優(yōu)布置位置最遠的光伏組串，以得到基于所述中壓直掛逆變器的最終光伏方陣。

46、本技術(shù)第三方面實施例提供一種電子設(shè)備，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實現(xiàn)如上述權(quán)利要求所述的基于中壓直掛逆變器的光伏方陣布置方法。

47、本技術(shù)第四方面實施例提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行，以用于實現(xiàn)如上述權(quán)利要求所述的基于中壓直掛逆變器的光伏方陣布置方法。

48、本技術(shù)第五方面實施例提供一種計算機程序產(chǎn)品，包括計算機程序/指令，該計算機程序/指令被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上述的基于中壓直掛逆變器的光伏方陣布置方法。

49、由此，本技術(shù)至少具有如下有益效果：

50、(1)本技術(shù)基于當(dāng)前經(jīng)緯度、接入光伏組串?dāng)?shù)量、光伏組串安裝傾角、組串布置等設(shè)計邊界的情況下，得到綜合最優(yōu)光伏方陣設(shè)計結(jié)果，以得到中壓直掛逆變器的最優(yōu)布置位置，極大的簡化了光伏方陣優(yōu)化布置的難度，減少了優(yōu)化布置的迭代次數(shù)；

51、(2)本技術(shù)將中壓直掛逆變器與光伏系統(tǒng)設(shè)計結(jié)合，光伏組串與中壓直掛逆變器統(tǒng)籌考慮優(yōu)化布置，簡化直流電纜的布線長度，使得直流電纜長度最短，為中壓直掛逆變器在光伏系統(tǒng)設(shè)計中應(yīng)用的可行性提供了基礎(chǔ)，同時該自動化設(shè)計及布置方法也提高了工程設(shè)計效率。

52、(3)本技術(shù)可以根據(jù)工程實際，廣泛適用于各種設(shè)計需求，填補了技術(shù)空缺，在給定任意光伏組串?dāng)?shù)量，光伏組串安裝傾角等條件下，均可得到適配的綜合最優(yōu)光伏方陣布置；

53、(4)本技術(shù)適用于使用中壓直掛光伏逆變器，即電力電子變壓器，其可以通過一臺設(shè)備完成交直流及電壓等級的變換，即“光伏組串(dc)-中壓直掛光伏逆變器(ac)”，同時使用中壓直掛光伏逆變器得光伏方陣，光伏方陣使用的僅為直流電纜，以減少能量轉(zhuǎn)換的損失。

54、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實踐了解到。