一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法和裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法和裝置，根據(jù)目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的氣候數(shù)據(jù)確定目標(biāo)建筑所在地提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量，并存儲至數(shù)據(jù)庫；獲取所述目標(biāo)建筑的建筑信息模型中各光伏構(gòu)件分別對應(yīng)的方位信息，進行空間變換后得到各光伏構(gòu)件在各方位上分別對應(yīng)的有效面積；根據(jù)所述數(shù)據(jù)庫中目標(biāo)建筑中各方位上單位面積對應(yīng)的輻射量和所述有效面積，得到目標(biāo)建筑的總輻射量，并進行預(yù)測轉(zhuǎn)換，得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。本發(fā)明采用BIM技術(shù)收集太陽能光電建筑光伏構(gòu)件信息，利用數(shù)據(jù)庫中的建筑物所在地氣候數(shù)據(jù)進行建筑物光伏構(gòu)件所受輻射量的計算，綜合考慮影響發(fā)電的各種因素，提高了太陽能光電建筑發(fā)電量預(yù)測的速度與準確性。
【專利說明】
一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法和裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于光伏發(fā)電領(lǐng)域，涉及一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]BIM(Building Informat1n Modeling，建筑信息模型)是設(shè)施物理特性與功能特征的數(shù)字化表達，是可用于全生命周期決策的設(shè)施共享信息資源庫，BIM具有可視化、協(xié)調(diào)性、模擬性、優(yōu)化性和可出圖性五大特點。目前，BIM已廣泛應(yīng)用于建筑設(shè)計和施工，中國住房與建設(shè)部已明確“2016年以前政府投資的2萬平方米以上大型公共建筑以及省報綠色建筑項目的設(shè)計、施工采用BIM技術(shù)”。
[0003]太陽能光電建筑即建筑光伏一體化(BIPV，Building Integrated PV)，通過使用太陽能光伏材料取代傳統(tǒng)建筑材，從而使建筑物本身成為一個大的能量來源。太陽能光電建筑是一種典型的綠色建筑，在設(shè)計階段需要進行節(jié)能減排、投資、回報周期、總體收益等的考量;而這些考量指標(biāo)都直接與其發(fā)電量相關(guān)。同時，太陽能光電建筑投入運行后，在分時電價的情況下，發(fā)電量預(yù)測將有利于企業(yè)優(yōu)化用電成本。因此，發(fā)電量預(yù)測對太陽能光電建筑的規(guī)劃、運行都有著極為重要的作用。
[0004]現(xiàn)階段，大多數(shù)太陽能光電建筑的發(fā)電量預(yù)測都是沿用光伏電站的預(yù)測方法和軟件，忽略了光伏構(gòu)件在空間中的方位對于發(fā)電量的影響，不能快速并準確的進行發(fā)電量預(yù)測，影響為建筑物的運行維護提供參考依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的實施例提供了一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法和裝置，用于在建筑物設(shè)計、運行等階段提供快速準確預(yù)測光伏構(gòu)件產(chǎn)生的電能，為建筑物設(shè)計階段的決策和運行維護等提供重要參考。
[0006]為達到上述目的，采用如下技術(shù)方案:
[0007]本發(fā)明公開了一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法，包括如下步驟:
[0008]根據(jù)目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的氣候數(shù)據(jù)確定所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù)；
[0009]從所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)中提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量，并存儲至數(shù)據(jù)庫；
[0010]獲取所述目標(biāo)建筑的建筑信息模型中各光伏構(gòu)件分別對應(yīng)的方位信息，根據(jù)所述方位信息對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換，得到各光伏構(gòu)件在各方位上分別對應(yīng)的有效面積；
[0011]根據(jù)所述數(shù)據(jù)庫中所述目標(biāo)建筑中各方位上單位面積對應(yīng)的輻射量和所述有效面積，得到所述目標(biāo)建筑的總輻射量；
[0012]根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換，得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。
[0013]進一步，所述提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量時，提取正南、正東和地面方向在單位面積上對應(yīng)的輻射量，并分別結(jié)構(gòu)化地存儲至數(shù)據(jù)庫。
[0014]進一步，所述確定所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)時，
[0015]根據(jù)目標(biāo)建筑所在地的氣候數(shù)據(jù)進行輻射分析，得到所述目標(biāo)建筑所在地在所述氣候數(shù)據(jù)下分別受到的逐時輻射量；
[0016]根據(jù)所述逐時輻射量和各光伏組件信息進行電量轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為在每種光伏組件信息下所述目標(biāo)建筑所在地分別對應(yīng)實際產(chǎn)生的逐時電量，從而得到所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù)。
[0017]進一步，所述建筑信息模型應(yīng)用建筑信息模型(ΒΠΟ技術(shù)將二維圖紙三維模型化，建立建筑三維信息模型，以IFC格式存儲。
[0018]進一步，所述對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換時，根據(jù)所述方位信息對每個光伏構(gòu)件進行三維空間中的坐標(biāo)變換，將每個光伏構(gòu)件分別在三維空間中各平面上的投影面積作為所述有效面積。
[0019]進一步，所述方法包括，
[0020]將每個光伏構(gòu)件分別在各方位上對應(yīng)的有效面積和所述單位輻射量各自相乘后累加，得到每個光伏構(gòu)件對應(yīng)的總輻射量；
[0021 ]根據(jù)所述建筑信息模型對各光伏構(gòu)件對應(yīng)的總輻射量進行累加，得到所述目標(biāo)建筑的總輻射量。
[0022]進一步，所述根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換時，根據(jù)所述建筑信息模型中各光伏構(gòu)件對應(yīng)的本體的因素和組合形式確定轉(zhuǎn)換效率，根據(jù)所述轉(zhuǎn)換效率得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。
[0023]本發(fā)明還公開了一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測裝置，包括如下模塊:
[0024]發(fā)電分布確定模塊，用于根據(jù)目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的氣候數(shù)據(jù)確定所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù)；
[0025]提取模塊，用于從所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)中提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量，并存儲至數(shù)據(jù)庫；
[0026]空間轉(zhuǎn)換模塊，用于獲取所述目標(biāo)建筑的建筑信息模型中各光伏構(gòu)件分別對應(yīng)的方位信息，根據(jù)所述方位信息對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換，得到各光伏構(gòu)件在各方位上分別對應(yīng)的有效面積；
[0027]輻射確定模塊，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)庫中所述目標(biāo)建筑中各方位上單位面積對應(yīng)的輻射量和所述有效面積，得到所述目標(biāo)建筑的總輻射量；
[0028]預(yù)測模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換，得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。
[0029]進一步，所述提取模塊提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量時，提取正南、正東和地面方向在單位面積上對應(yīng)的輻射量，并分別結(jié)構(gòu)化地存儲至數(shù)據(jù)庫。
[0030]進一步，所述發(fā)電分布確定模塊確定所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)時，
[0031 ]根據(jù)目標(biāo)建筑所在地的氣候數(shù)據(jù)進行輻射分析，得到所述目標(biāo)建筑所在地在所述氣候數(shù)據(jù)下分別受到的逐時輻射量；
[0032]根據(jù)所述逐時輻射量和各光伏組件信息進行電量轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為在每種光伏組件信息下所述目標(biāo)建筑所在地分別對應(yīng)實際產(chǎn)生的逐時電量，從而得到所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù)。
[0033]進一步，所述建筑信息模型應(yīng)用建筑信息模型(ΒΠΟ技術(shù)將二維圖紙三維模型化，建立建筑三維信息模型，以IFC格式存儲。
[0034]進一步，所述空間轉(zhuǎn)換模塊對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換時，根據(jù)所述方位信息對每個光伏構(gòu)件進行三維空間中的坐標(biāo)變換，將每個光伏構(gòu)件分別在三維空間中各平面上的投影面積作為所述有效面積。
[0035]進一步，所述裝置包括，
[0036]將每個光伏構(gòu)件分別在各方位上對應(yīng)的有效面積和所述單位輻射量各自相乘后累加，得到每個光伏構(gòu)件對應(yīng)的總輻射量；
[0037]根據(jù)所述建筑信息模型對各光伏構(gòu)件對應(yīng)的總輻射量進行累加，得到所述目標(biāo)建筑的總輻射量。
[0038]進一步，所述預(yù)測模塊根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換時，根據(jù)所述建筑信息模型中各光伏構(gòu)件對應(yīng)的本體的因素和組合形式確定轉(zhuǎn)換效率，根據(jù)所述轉(zhuǎn)換效率得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。
[0039]本發(fā)明公開了一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法和裝置，根據(jù)目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的氣候數(shù)據(jù)確定所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù);從所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)中提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量，并存儲至數(shù)據(jù)庫;獲取所述目標(biāo)建筑的建筑信息模型中各光伏構(gòu)件分別對應(yīng)的方位信息，根據(jù)所述方位信息對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換，得到各光伏構(gòu)件在各方位上分別對應(yīng)的有效面積;根據(jù)所述數(shù)據(jù)庫中所述目標(biāo)建筑中各方位上單位面積對應(yīng)的輻射量和所述有效面積，得到所述目標(biāo)建筑的總輻射量;根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換，得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。本發(fā)明采用BIM技術(shù)收集太陽能光電建筑光伏構(gòu)件信息，利用數(shù)據(jù)庫中的建筑物所在地氣候數(shù)據(jù)進行建筑物光伏構(gòu)件所受輻射量的計算，綜合考慮影響發(fā)電的各種因素，提高了太陽能光電建筑發(fā)電量預(yù)測的速度與準確性。
【附圖說明】
[0040]圖1為本發(fā)明實施例的一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法流程圖；
[0041]圖2為本發(fā)明實施例的一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測裝置的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實施方式】
[0042]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明實施例中基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法和裝置進行詳細描述。
[0043]現(xiàn)階段，大多數(shù)太陽能光電建筑的發(fā)電量預(yù)測都是沿用光伏電站的預(yù)測方法和軟件，忽略了光伏構(gòu)件在空間中的方位對于發(fā)電量的影響，不能快速并準確的進行發(fā)電量預(yù)測，影響為建筑物的運行維護提供參考依據(jù)。
[0044]本發(fā)明公開了一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法和裝置，根據(jù)目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的氣候數(shù)據(jù)確定所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù);從所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)中提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量，并存儲至數(shù)據(jù)庫;獲取所述目標(biāo)建筑的建筑信息模型中各光伏構(gòu)件分別對應(yīng)的方位信息，根據(jù)所述方位信息對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換，得到各光伏構(gòu)件在各方位上分別對應(yīng)的有效面積;根據(jù)所述數(shù)據(jù)庫中所述目標(biāo)建筑中各方位上單位面積對應(yīng)的輻射量和所述有效面積，得到所述目標(biāo)建筑的總輻射量;根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換，得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。本發(fā)明采用BIM技術(shù)收集太陽能光電建筑光伏構(gòu)件信息，利用數(shù)據(jù)庫中的建筑物所在地氣候數(shù)據(jù)進行建筑物光伏構(gòu)件所受輻射量的計算，綜合考慮影響發(fā)電的各種因素，提高了太陽能光電建筑發(fā)電量預(yù)測的速度與準確性。
[0045]本發(fā)明公開了一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法，如圖1所示，包括如下步驟:
[0046]步驟101;根據(jù)目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的氣候數(shù)據(jù)確定所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù)；
[0047]本實施例中，首先收集建筑結(jié)構(gòu)信息和建筑環(huán)境信息，按類別整理后建立建筑信息模型，根據(jù)建筑信息模型對目標(biāo)建筑進行發(fā)電預(yù)測。
[0048]目標(biāo)建筑的建筑信息由建筑結(jié)構(gòu)信息和建筑環(huán)境信息組成。建筑結(jié)構(gòu)信息包括建筑的空間、結(jié)構(gòu)、面積、功能、高度、外維護結(jié)構(gòu)、周邊建筑體量;建筑環(huán)境信息包括建筑所在地的典型氣候年逐時參數(shù)、建筑周圍建筑物及景觀、地形環(huán)境。典型氣候年逐時參數(shù)包括逐時的太陽輻射總量、干濕球溫度、風(fēng)速。
[0049]將建筑信息按不同類別進行整理。對建筑結(jié)構(gòu)信息與建筑環(huán)境信息的相關(guān)數(shù)據(jù)，建立建筑信息數(shù)據(jù)庫;對于建筑結(jié)構(gòu)信息與建筑環(huán)境信息的相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，為了提高計算速度，可利用數(shù)據(jù)庫管理工具建立統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫。數(shù)據(jù)庫采用常用的數(shù)據(jù)管理工具，如Access、Excel、SQLServer等。統(tǒng)計數(shù)據(jù)庫隸屬于建筑信息數(shù)據(jù)庫。
[0050]建立建筑信息模型有兩種方法:
[0051 ]第一種方法是將已在規(guī)劃階段使用B頂技術(shù)建立完成的建筑信息模型，通過IFC格式(建筑信息交換標(biāo)準格式)進行數(shù)據(jù)交換與存儲，供后續(xù)步驟使用。
[0052]第二種方法是使用步驟I收集的信息及該建筑的初步設(shè)計圖，如DWG格式的計算機輔助設(shè)計圖紙，應(yīng)用技術(shù)將二維圖紙三維模型化，建立建筑三維信息模型，以IFC格式(建筑信息交換標(biāo)準格式)存儲。
[0053]上述兩種方法的三維建模工具是使用符合B頂標(biāo)準的，支持IFC數(shù)據(jù)格式的建筑設(shè)計軟件。常用的有:Autode sk Revit Architecture/Structure/ME P,BentleyArchitecture/Structure/Building Mechanical Systems,Nemetschek GraphisoftArchiCAD/Allplan/Vector works。
[0054]BIM技術(shù)能夠根據(jù)建立的建筑信息模型，統(tǒng)計出建筑的實際空間、結(jié)構(gòu)、面積、功能、高度、外維護結(jié)構(gòu)、周邊建筑體量等信息。將IFC格式的模型與BIM統(tǒng)計的信息存入建筑信息數(shù)據(jù)庫，使原有數(shù)據(jù)更為準確與全面。
[0055]提取目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的氣候數(shù)據(jù)，即提取目標(biāo)建筑對應(yīng)建筑信息模型中的建筑環(huán)境信息，從建筑環(huán)境信息中獲取氣候數(shù)據(jù)，根據(jù)目標(biāo)建筑在正上方、正南向和正東(西)向的逐時輻射量，根據(jù)所述逐時輻射量和各光伏組件信息進行電量轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為在每種光伏組件信息下所述目標(biāo)建筑所在地分別對應(yīng)實際產(chǎn)生的逐時電量，從而得到所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù)。
[0056]步驟102:從所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)中提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量，并存儲至數(shù)據(jù)庫；
[0057]根據(jù)目標(biāo)建筑所在地的氣候數(shù)據(jù)，計算目標(biāo)建筑對應(yīng)表面在單位面積光伏構(gòu)件分別在其受光面朝正上方，正南向和正東(西)向的輻射量，并結(jié)構(gòu)化地存儲于數(shù)據(jù)庫；
[0058]步驟103:獲取所述目標(biāo)建筑的建筑信息模型中各光伏構(gòu)件分別對應(yīng)的方位信息，根據(jù)所述方位信息對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換，得到各光伏構(gòu)件在各方位上分別對應(yīng)的有效面積；
[0059]根據(jù)光伏構(gòu)件不同的方位信息，對每個光伏構(gòu)件進行三維空間中的坐標(biāo)變換，將每個光伏構(gòu)件分別在三維空間中各平面上的投影面積作為所述有效面積，則計算每個光伏構(gòu)件在正上方，正南向和正東(西)的有效輻射面積。對于一塊長(東西向)x米，高(垂直地面方向)y米的光伏構(gòu)件A，若其方位信息0^02,03分別表示光伏構(gòu)件在建筑信息模型中三維空間的三個不同旋轉(zhuǎn)角度，則該光伏構(gòu)建在正上方，正南向和正東(西)的有效輻射面積分別為:
[0060]s±( Δ ) =0.5(X1Z1+X1Z2+X2Z1_X2Z2)
[0061]S南(Δ )=0.5(xiyi+xiy2+x2y1-x2y2)
[0062]S舾(Δ ) =0.5(yizi+yiZ2+y2Z1-y2Z2)
[0063]其中，
[0064]xi = x(cos02cos03-sin0isin02sin03)
[0065]yi = x(cos02sin03-sin0isin02cos03)
[0066]zi = -xcos0i
[0067]X2 = -ycos0isin03
[0068]y2 = ycos0icos03
[0069]Z2 = ysin0i ；
[0070]本實施例中，光伏構(gòu)件△四個角在未旋轉(zhuǎn)前的原空間坐標(biāo)是(0，0，0)，(x，0，0)，(0,y,0),(叉，7，0)，貝11(0，0，0)、(叉1，71，21)、(叉2，72，22)和(叉1+叉2，71+72，21+22)分別為光伏構(gòu)件A四個角旋轉(zhuǎn)后的空間坐標(biāo)。累加計算太陽能光電建筑每個類型所有光伏構(gòu)件在正上方，正南向，正東向和正西向的有效輻射總面積。若類型為P的所有光伏構(gòu)件為T(P)，則該類型在正上方，正南向，正東向和正西向的有效輻射總面積分別為:
[0071]S±(p) = Σ AeT(P)S±( Δ )
[0072]Sit(p) = Σ AeT(P)Sit( Δ )
[0073]S舾(P) = Ea<et(p)S粞(Δ )
[0074]步驟104:根據(jù)所述數(shù)據(jù)庫中所述目標(biāo)建筑中各方位上單位面積對應(yīng)的輻射量和所述有效面積，得到所述目標(biāo)建筑的總輻射量；
[0075]根據(jù)數(shù)據(jù)庫中存儲的單位面積光伏構(gòu)件分別在正上方，正南向，正東向和正西向?qū)?yīng)的有效面積和所述單位輻射量各自相乘后累加，得到每個光伏構(gòu)件對應(yīng)的總輻射量；根據(jù)所述建筑信息模型對各光伏構(gòu)件對應(yīng)的總輻射量進行累加，得到所述目標(biāo)建筑的總輻身才量。
[0076]即，S=Ep[S上(Ρ)λ上(p)+S南(Ρ)λ南(p)+S粞(Ρ)λ粞(P)]
[0077]其中Aj1(P)，λ南(P)和λ*Η(ρ)分別為該太陽能光電建筑所在位置單位面積類型為P的光伏構(gòu)件在正上方，正南向和正東(西)向的輻射量。
[0078]步驟105;根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換，得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。
[0079]根據(jù)所述建筑信息模型中各光伏構(gòu)件對應(yīng)的本體的因素和組合形式確定轉(zhuǎn)換效率，根據(jù)所述轉(zhuǎn)換效率得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。
[0080]本發(fā)明實施例提供了一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法，采用技術(shù)收集太陽能光電建筑光伏構(gòu)件信息，建立建筑信息模型，并通過計算不同類型光伏構(gòu)件在正上方，正南向，正東(西)向有效輻射面積，利用數(shù)據(jù)庫中的建筑物所在地單位面積光伏構(gòu)件在正上方，正南向，正東(西)向有效輻射量計算各類型光伏構(gòu)建在正上方，正南向，正東(西)向有效輻射面積所受的總輻射量，最后，通過各光伏構(gòu)件的光電轉(zhuǎn)換效率計算并預(yù)測太陽能光電建筑的總發(fā)電量。本發(fā)明提供的方法與裝置解決了目前不能快速并準確的預(yù)測建筑物發(fā)電量的問題，提高了太陽能光電建筑發(fā)電量預(yù)測的速度與準確性。
[0081]本發(fā)明還公開了一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測裝置，如圖2所示，包括如下模塊:
[0082]發(fā)電分布確定模塊201，用于根據(jù)目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的氣候數(shù)據(jù)確定所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù)；
[0083]提取模塊202，用于從所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)中提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量，并存儲至數(shù)據(jù)庫；
[0084]空間轉(zhuǎn)換模塊203，用于獲取所述目標(biāo)建筑的建筑信息模型中各光伏構(gòu)件分別對應(yīng)的方位信息，根據(jù)所述方位信息對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換，得到各光伏構(gòu)件在各方位上分別對應(yīng)的有效面積；
[0085]輻射確定模塊204，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)庫中所述目標(biāo)建筑中各方位上單位面積對應(yīng)的輻射量和所述有效面積，得到所述目標(biāo)建筑的總輻射量；
[0086]預(yù)測模塊205，用于根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換，得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。
[0087]所述提取模塊提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量時，提取正南、正東和地面方向在單位面積上對應(yīng)的輻射量，并分別結(jié)構(gòu)化地存儲至數(shù)據(jù)庫。
[0088]所述發(fā)電分布確定模塊確定所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)時，
[0089]根據(jù)目標(biāo)建筑所在地的氣候數(shù)據(jù)進行輻射分析，得到所述目標(biāo)建筑所在地在所述氣候數(shù)據(jù)下分別受到的逐時輻射量；
[0090]根據(jù)所述逐時輻射量和各光伏組件信息進行電量轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為在每種光伏組件信息下所述目標(biāo)建筑所在地分別對應(yīng)實際產(chǎn)生的逐時電量，從而得到所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù)。
[0091]所述建筑信息模型應(yīng)用建筑信息模型(BIM)技術(shù)將二維圖紙三維模型化，建立建筑三維信息模型，以IFC格式存儲。
[0092]所述空間轉(zhuǎn)換模塊對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換時，根據(jù)所述方位信息對每個光伏構(gòu)件進行三維空間中的坐標(biāo)變換，將每個光伏構(gòu)件分別在三維空間中各平面上的投影面積作為所述有效面積。
[0093]所述有效面積分別為正上方，正南向和正東(西)向的有效輻射面積Si:(△ )、S南(Δ )稱粞(Δ )，分別為:
[0094]S±( Δ ) =0.5(X1Z1+X1Z2+X2Z1_X2Z2)
[0095]S南(Δ )=0.5(xiyi+xiy2+x2y1-x2y2)
[0096]S舾(Δ ) =0.5(yizi+yiZ2+y2Z1-y2Z2)
[0097]其中，Δ為對于一塊長(東西向)χ米，高(垂直地面方向)y米的光伏構(gòu)件，0^0^03分別表示光伏構(gòu)件在建筑信息模型中三維空間的三個不同旋轉(zhuǎn)角度;
sin0isin02sin03) Nyi = x(cos02sin03-sin0isin02cos03)、zi = -xcos91、x2 = -ycos9isin03、y2= ycos0icos03NZ2 = ysin01
[0098]所述裝置包括，
[0099]將每個光伏構(gòu)件分別在各方位上對應(yīng)的有效面積和所述單位輻射量各自相乘后累加，得到每個光伏構(gòu)件對應(yīng)的總輻射量；
[0100]根據(jù)所述建筑信息模型對各光伏構(gòu)件對應(yīng)的總輻射量進行累加，得到所述目標(biāo)建筑的總輻射量。
[0101 ]所述預(yù)測模塊根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換時，根據(jù)所述建筑信息模型中各光伏構(gòu)件對應(yīng)的本體的因素和組合形式確定轉(zhuǎn)換效率，根據(jù)所述轉(zhuǎn)換效率得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。
[0102]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測方法，其特征在于，包括如下步驟: 根據(jù)目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的氣候數(shù)據(jù)確定所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù)； 從所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)中提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量，并存儲至數(shù)據(jù)庫； 獲取所述目標(biāo)建筑的建筑信息模型中各光伏構(gòu)件分別對應(yīng)的方位信息，根據(jù)所述方位信息對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換，得到各光伏構(gòu)件在各方位上分別對應(yīng)的有效面積；根據(jù)所述數(shù)據(jù)庫中所述目標(biāo)建筑中各方位上單位面積對應(yīng)的輻射量和所述有效面積，得到所述目標(biāo)建筑的總輻射量； 根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換，得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量時，提取正南、正東西和地面方向在單位面積上對應(yīng)的輻射量，并分別結(jié)構(gòu)化地存儲至數(shù)據(jù)庫。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述確定所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)時，根據(jù)目標(biāo)建筑所在地的氣候數(shù)據(jù)進行輻射分析，得到所述目標(biāo)建筑所在地在所述氣候數(shù)據(jù)下分別受到的逐時福射量； 根據(jù)所述逐時輻射量和各光伏組件信息進行電量轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為在每種光伏組件信息下所述目標(biāo)建筑所在地分別對應(yīng)實際產(chǎn)生的逐時電量，從而得到所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述建筑信息模型應(yīng)用建筑信息模型(B頂)技術(shù)將二維圖紙三維模型化，建立建筑三維信息模型，以IFC格式存儲。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換時，根據(jù)所述方位信息對每個光伏構(gòu)件進行三維空間中的坐標(biāo)變換，將每個光伏構(gòu)件分別在三維空間中各平面上的投影面積作為所述有效面積。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于:所述有效面積分別為正上方，正南向和正東(西)向的有效輻射面積Si:( Δ )、S南(△)和S粞(Δ )，分別為:S±( Δ ) =0.5(Χ1Ζ1+Χ1Ζ2+Χ2Ζ1-Χ2Ζ2)S南(A ) = 0.5(xiyi+xiy2+x2y1-x2y2)Sja( Δ ) =0.5(yizi+yiZ2+y2Z1-y2Z2) 其中，A為對于一塊長(東西向)X米，高(垂直地面方向)y米的光伏構(gòu)件，0^0^03分別表示光伏構(gòu)件在建筑信息模型中三維空間的三個不同旋轉(zhuǎn)角度;且xi = x(cos02cos03-sin0isin02sin03) Nyi = x(cos02sin03-sin0isin02cos03)、zi = -xcos91、x2 = -ycos9isin03、y2 =ycos0icos03Nz2 = ysin017.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述方法包括， 將每個光伏構(gòu)件分別在各方位上對應(yīng)的有效面積和所述單位輻射量各自相乘后累加，得到每個光伏構(gòu)件對應(yīng)的總輻射量； 根據(jù)所述建筑信息模型對各光伏構(gòu)件對應(yīng)的總輻射量進行累加，得到所述目標(biāo)建筑的總福射量。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于:所述根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換時，根據(jù)所述建筑信息模型中各光伏構(gòu)件對應(yīng)的本體的因素和組合形式確定轉(zhuǎn)換效率，根據(jù)所述轉(zhuǎn)換效率得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。9.一種基于建筑信息模型的發(fā)電預(yù)測裝置，其特征在于，包括如下模塊: 發(fā)電分布確定模塊，用于根據(jù)目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的氣候數(shù)據(jù)確定所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù)； 提取模塊，用于從所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)中提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量，并存儲至數(shù)據(jù)庫； 空間轉(zhuǎn)換模塊，用于獲取所述目標(biāo)建筑的建筑信息模型中各光伏構(gòu)件分別對應(yīng)的方位信息，根據(jù)所述方位信息對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換，得到各光伏構(gòu)件在各方位上分別對應(yīng)的有效面積； 輻射確定模塊，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)庫中所述目標(biāo)建筑中各方位上單位面積對應(yīng)的輻射量和所述有效面積，得到所述目標(biāo)建筑的總輻射量； 預(yù)測模塊，用于根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換，得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于:所述提取模塊提取各方位上對應(yīng)的單位輻射量時，提取正南、正東和地面方向在單位面積上對應(yīng)的輻射量，并分別結(jié)構(gòu)化地存儲至數(shù)據(jù)庫。11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于:所述發(fā)電分布確定模塊確定所述發(fā)電分布數(shù)據(jù)時， 根據(jù)目標(biāo)建筑所在地的氣候數(shù)據(jù)進行輻射分析，得到所述目標(biāo)建筑所在地在所述氣候數(shù)據(jù)下分別受到的逐時輻射量； 根據(jù)所述逐時輻射量和各光伏組件信息進行電量轉(zhuǎn)換，轉(zhuǎn)換為在每種光伏組件信息下所述目標(biāo)建筑所在地分別對應(yīng)實際產(chǎn)生的逐時電量，從而得到所述目標(biāo)建筑所在地對應(yīng)的發(fā)電分布數(shù)據(jù)。12.根據(jù)權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于:所述建筑信息模型應(yīng)用建筑信息模型(B頂)技術(shù)將二維圖紙三維模型化，建立建筑三維信息模型，以IFC格式存儲。13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:所述空間轉(zhuǎn)換模塊對各光伏構(gòu)件分別進行空間變換時，根據(jù)所述方位信息對每個光伏構(gòu)件進行三維空間中的坐標(biāo)變換，將每個光伏構(gòu)件分別在三維空間中各平面上的投影面積作為所述有效面積。14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:所述裝置包括， 將每個光伏構(gòu)件分別在各方位上對應(yīng)的有效面積和所述單位輻射量各自相乘后累加，得到每個光伏構(gòu)件對應(yīng)的總輻射量； 根據(jù)所述建筑信息模型對各光伏構(gòu)件對應(yīng)的總輻射量進行累加，得到所述目標(biāo)建筑的總福射量。15.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于:所述預(yù)測模塊根據(jù)所述目標(biāo)建筑的總輻射量進行預(yù)測轉(zhuǎn)換時，根據(jù)所述建筑信息模型中各光伏構(gòu)件對應(yīng)的本體的因素和組合形式確定轉(zhuǎn)換效率，根據(jù)所述轉(zhuǎn)換效率得到所述目標(biāo)建筑對應(yīng)的發(fā)電量。
【文檔編號】G06Q10/04GK105913140SQ201610209909
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年4月6日
【發(fā)明人】王佳, 周小平
【申請人】北京建筑大學(xué)