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专利名称：一种基于Web的光伏组件布置区域提取方法

专利类型：发明专利

专利申请号：CN202410442999.9

专利申请（专利权）人：中国能源建设集团云南省电力设计院有限公司
权利人地址：云南省昆明市穿金路161号

专利发明（设计）人：朱向东,任宗栋,李晓宇,范守元,段德萱,刘佳佳,陈昊昱,宁德正,张怀孔,余冠,孙强林,王強,郭培国,曾鹏,江桥,秦华,杨俊虎,李运龙

专利摘要：本发明涉及一种基于Web的光伏组件布置区域提取方法，包括以下步骤：（1）建立数字高程模型；（2）设置坡度坡向参数；（3）坡度坡向分析；（4）提取满足条件的像素单元；（5）计算布置间距值；（6）面积筛。唬7）光伏组件布置。本发明通过web应用系统进行地形分析，同时结合图形可视化工具和三维技术将光伏组件布置可用区域直观地呈现出来，使用渲染技术模拟光照随时间的变化形态，解译地形结构信息，从而提取场地最佳日照区域，获取场地的最大发电效益，能够为各种复杂地形提供合理的光伏组件布置区域。

主权利要求：
1.一种基于Web的光伏组件布置区域提取方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）建立数字高程模型：收集场地等高线数据，生成DEM高程模型；
（2）设置坡度坡向参数：根据场地和光伏组件规格型号对不同的地区设置不同的参数，参数包括坡度阈值、日照角度、布置方式、设备组件规格型号；
（3）坡度坡向分析：根据场地地形数据，进行坡度和坡向分析，并进行分级展示；
（4）提取满足条件的像素单元：在坡度坡向分析的基础上，根据设置的坡度坡向参数，筛选满足参数条件的像素单元，利用栅格转矢量范围功能，生成所有满足条件的矢量面；
（5）计算布置间距值：根据像素单元处于不同的坡度和坡向以及日照倾角，取像素单元的中心点坡度、坡向及倾角值，计算出布置间距，最后根据不同级别的布置间距值进行聚类，具体如下（单位：m）：0＜x≤2、2＜x≤2.5、2.5＜x≤3、3＜x≤3.5、3.5＜x≤4、4
4.5＜x≤5、5＜x≤5.5、5.5＜x≤6、6＜x≤6.5、6.5＜x≤7、7＜x≤7.5、7.5
8.5、8.5＜x≤9、9＜x≤9.5、9.5＜x≤10、10＜x≤10.5、10.5＜x≤11、11
（6）面积筛。憾运芯劾嗪蟮姆智段Ы猩秆。秆√跫为不小于排列方式数量的光伏组件日照表面积之和，对于小于排列方式数量的光伏组件日照表面积之和的分区范围，则去除；
（7）光伏组件布置：对步骤（6）筛选后的分区范围进行渲染，并进行光伏组件布置，布置方法为：从分区范围的左上角开始等距布置，布置数量=分区面积/光伏单元板面积×排列方式，当不足一个光伏组件面积时，考虑面积大于光伏单元板面积的一半，采用对半布置。 说明书 : 一种基于Web的光伏组件布置区域提取方法技术领域[0001] 本发明属于光伏发电的技术领域，具体涉及基于Web的光伏组件布置区域提取方法，是一种在Web应用系统中基于地形分析提取光伏组件布置可视区域的方法。背景技术[0002] 在光伏组件布置设计中，光伏组件布置区域的合理性对光伏电站的容量、发电效率和经济效益有着重要影响，布置区域的确定需要充分考虑地形地貌、光照、阴影遮挡等情况，以确保光伏组件能最大限度吸收太阳辐射。现目前布置区域的范围确定多是依靠地形图提。杂诘匦纹交旱钠皆卮，整个场址内受日照情况大体相同，不会有“阴阳面”之分，可局部场平后建设光伏电站，但是对于地形复杂的山地，由于山体遮挡会产生“阴阳面”以及不同坡度下布置组件后遮挡不一，并非所有区域都能保证每天受日照6小时，单凭地形图很难分析出各个区域受日照的情况，不能准确确定光伏布置区域，给光伏布置带来极大困难。发明内容[0003] 针对上述问题，本发明提供一种基于Web的光伏组件布置区域提取方法。[0004] 具体技术方案是：一种基于Web的光伏组件布置区域提取方法，包括如下步骤：[0005] （1）建立数字高程模型：收集场地等高线数据，生成DEM高程模型；[0006] （2）设置坡度坡向参数：根据场地和光伏组件规格型号对不同的地区设置不同的参数，参数包括坡度阈值、日照角度、布置方式、设备组件规格型号；[0007] （3）坡度坡向分析：根据场地地形数据，进行坡度和坡向分析，并进行分级展示；[0008] （4）计算满足条件的像素单元：在坡度坡向分析的基础上，根据设置的坡度坡向参数，筛选满足参数条件的像素单元，利用栅格转矢量范围功能，生成所有满足条件的矢量面；[0009] （5）计算布置间距值：根据像素单元处于不同的坡度和坡向以及日照倾角，取像素单元的中心点坡度、坡向及倾角值，计算出布置间距，最后根据不同级别的布置间距值进行聚类；[0010] （6）面积筛。憾运芯劾嗪蟮姆智段Ы猩秆。秆√跫为不小于排列方式数量的光伏组件日照表面积之和，对于小于排列方式数量的光伏组件日照表面积之和的分区范围，则去除；[0011] （7）光伏组件布置：对步骤（6）筛选后的分区范围进行渲染，并进行光伏组件布置。[0012] 进一步，步骤（5）中根据不同级别的间距值进行聚类，具体如下（单位：m）：0＜x≤2、2＜x≤2.5、2.5＜x≤3、3＜x≤3.5、3.5＜x≤4、413、13[0013] 进一步，步骤（7）中光伏组件布置方法为：从分区范围的左上角开始等距布置，布置数量=分区面积/光伏单元板面积×排列方式，当不足一个光伏组件面积时，考虑面积大于光伏单元板面积的一半，采用对半布置。[0014] 本发明的有益效果：本发明通过web应用系统进行地形分析，同时结合图形可视化工具和三维技术将光伏组件布置可用区域直观地呈现出来，使用渲染技术模拟光照随时间的变化形态，解译地形结构信息，从而提取场地最佳日照区域，获取场地的最大发电效益，能够为各种复杂地形提供合理的光伏组件布置区域。[0015] 同时，本发明采用Web端直接操作，解决了先在桌面端进行分析后再应用到Web端的一种操作模式，可将前期的数据分析、参数设定、条件筛选、布置结果等直接在web端实现，大大地减少了操作流程的繁琐，且数据安全性更高、数据实时性更强、服务响应更及时，能够在短时间内处理大量复杂的地形数据，为复杂地形光伏组件布置提供一种简单便捷、易懂易操作的网页算法分析流程，成为新能源信息化建设中的一种新型分析模式。附图说明[0016] 图1是实施例的等高线地形图；[0017] 图2是实施例的DEM数字高程模型图；[0018] 图3是实施例的坡度坡向参数设置界面；[0019] 图4是实施例的坡度分级展示图；[0020] 图5是实施例的坡向分级展示图；[0021] 图6是实施例中可利用范围分区图；[0022] 图7是实施例中可布置光伏组件的区域聚类分布图；[0023] 图8是实施例的光伏组件布置模拟图。具体实施方式[0024] 为了使本发明所解决的技术问题、技术方案更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。[0025] 本发明提供了一种基于Web的光伏组件布置区域提取方法，该方法通过web应用系统进行地形分析，同时结合图形可视化工具和三维技术将布置区域直观地呈现出来，使用渲染技术模拟光照随时间的变化形态，解译地形结构信息，从而提取场地最佳日照区域，获取场地的最大发电效益，能够为各种复杂地形提供合理的光伏组件布置区域。[0026] 以A块山地为例，进行光伏组件布置区域的提。迪止叹咛迦缦：[0027] （1）建立数字高程模型：收集场地等高线数据，等高线为10m，获得如图1所示的等高线地形图，利用等高线数据生成DEM高程模型，如图2所示。高线精度大小决定最小像素单元的面积大。虼似渚仍礁咝Ч胶。生成的数字高程模型为坡度坡向分析的数据源。[0028] （2）设置坡度坡向参数：由于不同地区的地势不一样，所需设置的参数也不一致。因此，需根据场地和光伏组件规格型号对不同的地区设置不同的参数，参数包括坡度阈值、日照角度、布置方式、设备组件规格型号等，参数设置界面如图3所示；[0029] （3）坡度坡向分析：根据场地地形数据（即数字高程模型），进行坡度和坡向分析，并进行分级展示，如图4、图5所示；[0030] （4）计算满足条件的像素单元：在坡度坡向分析的基础上（即过程3），根据设置的坡度坡向参数，筛选满足参数条件的像素单元，利用栅格转矢量范围功能，生成所有满足条件的矢量面；[0031] （5）聚类合并像素单元：根据像素单元处于不同的坡度和坡向以及日照倾角，取像素单元的中心点坡度、坡向及倾角值，计算出布置间距，最后根据不同级别的布置间距值进行聚类。其中聚类规则，0＜x≤2、2＜x≤2.5、2.5＜x≤3、3＜x≤3.5、3.5＜x≤4、48.5、8.5＜x≤9、9＜x≤9.5、9.5＜x≤10、10＜x≤10.5、10.5＜x≤11、11[0032] （6）面积筛。憾运芯劾嗪蟮姆智段Ы猩秆。秆√跫为不小于排列方式数量的光伏组件日照表面积之和，对于小于排列方式数量的光伏组件日照表面积之和的分区范围，则去除，去除后满足条件可布置光伏组件的区域分布图如图7所示；[0033] （7）光伏组件布置：对步骤（6）筛选后的分区范围进行渲染，并进行光伏组件布置。光伏组件布置方法为：光伏组件以14×2阵列，从分区范围的左上角开始等距布置，布置数量=分区面积/光伏单元板面积×排列方式，当不足一个光伏组件面积时，考虑面积大于光伏单元板面积的一半，采用对半布置，具体如图8所示。[0034] 以上通过具体的和优选的实施例详细地描述了本发明，但本领域技术人员应该明白，本发明并不局限于以上所述实施例，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

专利地区：云南

专利申请日期：2024-04-12

专利公开日期：2024-11-29

专利公告号：CN118313129B