用于bipv系统的优化方法及系统
技术领域
1.本发明属于光伏阵列优化技术领域，具体涉及用于bipv系统的优化方法及系统。
背景技术：2.随着现代社会科技技术的进步，建筑光伏bipv设计的发展也很迅速。然而，由于bipv的应用和研究体现建筑与电气学科的交叉，其研究难度体现在以下主要方面：
3.1.从光伏发电系统角度，一方面在设计阶段，地理气候因素以及太阳辐射的变化往往被忽略，光伏阵列建模和设计仅凭工程经验，导致设计的光伏系统与实际运行效果相差甚远。另一方面，受温度光照强度影响，光伏发电系统最大功率实时变化，现有的跟踪方法往往产生误判，且跟踪误差较大，跟踪速度和精度难以满足需求。
4.2.bipv系统将建筑物由过去单一的供电主体变为发供电综合体，可有效减少建筑物能耗，但同时又为建筑技术提出了许多新要求:建筑外观、优化设备部署、光伏建筑优化设计等。为有效实现光电建设集成，需要把光伏系统视为整个建筑物体系不可分割的一部分，在方案设计、分析流程中把整个光伏系统和建筑物体系当成一个整体加以考量。但是，因为没有正确的计算机辅助设计支撑，整个建筑物体系和整个光伏系统方案及设计流程往往彼此分割，而无法实现真正的整体设计；
5.3.受限于bipv设备所处的复杂环境，光伏阵列不仅会受到诸如树木、电线杆的阴影遮挡，而且还有可能会受到周围较高建筑物的遮挡。局部的阴影遮挡会对光伏设备的输出功率产生不可忽视的影响。
6.基于以上研究背景，本课题以张家口地区某120m2的bipv系统为例，全面考虑当地气候特性和光伏组件的选型和电气特性，基于数值模拟方法对制约发电量的光伏阵列安装方位、倾斜角、遮挡阴影的影响进行分析，进而得到系统的优化设计方案。
7.因此，设计一种能够综合考虑不同地区的日照强度差异对光伏板造成的影响，以及用更加方便、智能的软件模拟来使系统更加人性化的用于bipv系统的优化方法及系统，就显得十分必要。
8.例如，申请号为cn201820206260.8的中国专利文献描述的一种用于大型厂房光伏建筑一体化的屋顶发电系统，包括屋脊、光伏发电用的组件、检修通道及引流组件，所述屋脊包括左右两个具有一定坡面的侧脊板，整体呈人字形，所述侧脊板一端交汇为中间脊，另一端设有用于卡扣拼接的边框，所述组件包括单元板，所述单元板包括本体，所述本体上设有发电模块，所述本体一外侧设有各单元板之间拼接用的横向上边框且在对边一侧设有相应拼接用的横向下边框，所述检修通道包括横向检修通道和纵向检修通道，所述检修通道由单元通道板卡扣拼接组成，所述引流组件包括引流导轨和导轨连接件。虽然整个系统的所有设备和构件相互协调使用从而达到一个bipv系统的搭建、优化、运维一体化建设，但是其缺点在于，因为没有正确的计算机辅助设计支撑，整个建筑物体系和整个光伏系统方案及设计流程往往彼此分割，而无法实现真正的整体设计。
技术实现要素：9.本发明是为了克服现有技术中，依靠传统工程经验或单一软件辅助设计的做法，无法对bipv系统更加人性化优化以及优化效果差的问题，提供了一种能够综合考虑不同地区的日照强度差异对光伏板造成的影响，以及用更加方便、智能的软件模拟来使系统更加人性化的用于bipv系统的优化方法及系统。
10.为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：
11.用于bipv系统的优化方法，包括如下步骤：
12.s1，在pvsyst软件内建立光伏组件布设场地模型，并确定光伏阵列在光伏组件布设场地内的全年最优倾角，获得光伏阵列模型；
13.s2，对全年时间进行划分，并确定朝向季节性可调的最优倾角，对步骤s1的光伏阵列模型进行优化；
14.s3，确定光伏阵列的最优方位角，并对步骤s2优化后的光伏阵列模型进行优化；
15.s4，确定光伏阵列的最优高度，并对步骤s3优化后的光伏阵列模型进行优化；
16.s5，确定光伏阵列的最优数量，并对步骤s4优化后的光伏阵列模型进行优化，获得最终优化后的光伏阵列模型。
17.作为优选，步骤s1包括如下步骤：
18.s11，依据给定的cad图纸，在pvsyst软件内建立光伏组件布设场地模型，所述建立光伏组件布设场地模型中，用于铺设光伏组件的面积为屋顶12m
×
15m以及侧方楼梯上层3m
×
8.5m的区域；
19.s12，在pvsyst优化界面中，根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到不同倾角下的bipv系统发电量，并取bipv系统发电量最大值对应的角度作为全年最优倾角。
20.作为优选，步骤s2包括如下步骤：
21.s21，将全年的1月-3月，10月-12月划分为冬季，4月-9月划分为夏季；
22.s22，对夏季倾角进行仿真：在pvsyst的优化仿真界面，设定仿真时间为4月-9月，并根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到夏季最优倾角的模拟结果并得到夏季的最优倾角；
23.s23，对冬季倾角进行仿真：在pvsyst的优化仿真界面，设定仿真时间为10月-3月，并根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到冬季最优倾角的模拟结果并得到冬季的最优倾角。
24.作为优选，步骤s3包括如下步骤：
25.s31，在pvsyst软件界面上设置方位角参数范围和步长，进行仿真，得到不同方位角下的bipv系统发电量，并取bipv系统发电量最大值对应的角度作为光伏阵列最优方向角；
26.s32，调整光伏阵列的间距和错位。
27.作为优选，步骤s4包括如下步骤：
28.s41，在pvsyst软件界面上修改原有的光伏阵列模型，将位于屋顶右侧的光伏阵列向上抬高设定的高度，位于屋顶左侧的光伏阵列同样抬高设定的高度，同时进行仿真，得到更新高度后的光伏阵列模型发电结果；
29.s42，重复步骤s41，选取bipv系统发电量最大值对应的抬高高度作为光伏阵列的
最优高度。
30.作为优选，步骤s5包括如下步骤：
31.s51，在pvsyst软件界面上设置光伏阵列的间距范围和步长，进行仿真，得到不同间距下的bipv系统发电量，选取bipv系统发电量最大值对应的最大光伏阵列的间距，并将最大光伏阵列间距下的光伏阵列的数量作为光伏阵列的最优数量。
32.本发明还提供了用于bipv系统的优化系统，包括：
33.倾角优化模块，用于在pvsyst软件内建立光伏组件布设场地模型，并确定光伏阵列在光伏组件布设场地内的全年最优倾角，获得光伏阵列模型；
34.朝向季节性可调的最优倾角优化模块，用于对全年时间进行划分，并确定朝向季节性可调的最优倾角，对光伏阵列模型进行优化；
35.方位角优化模块，用于确定光伏阵列的最优方位角，并对光伏阵列模型进行优化；
36.高度优化模块，用于确定光伏阵列的最优高度，并对光伏阵列模型进行优化；
37.数量优化模块，用于确定光伏阵列的最优数量，并对光伏阵列模型进行优化，获得最终优化后的光伏阵列模型。
38.作为优选，倾角优化模块具体为：
39.依据给定的cad图纸，在pvsyst软件内建立光伏组件布设场地模型，所述建立光伏组件布设场地模型中，用于铺设光伏组件的面积为屋顶12m
×
15m以及侧方楼梯上层3m
×
8.5m的区域；
40.在pvsyst优化界面中，根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到不同倾角下的bipv系统发电量，并取bipv系统发电量最大值对应的角度作为全年最优倾角。
41.作为优选，所述朝向季节性可调的最优倾角优化模块具体为：
42.将全年的1月-3月，10月-12月划分为冬季，4月-9月划分为夏季；
43.对夏季倾角进行仿真：在pvsyst的优化仿真界面，设定仿真时间为4月-9月，并根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到夏季最优倾角的模拟结果并得到夏季的最优倾角；
44.对冬季倾角进行仿真：在pvsyst的优化仿真界面，设定仿真时间为10月-3月，并根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到冬季最优倾角的模拟结果并得到冬季的最优倾角。
45.作为优选，所述方位角优化模块具体为：
46.在pvsyst软件界面上设置方位角参数范围和步长，进行仿真，得到不同方位角下的bipv系统发电量，并取bipv系统发电量最大值对应的角度作为光伏阵列最优方向角；
47.调整光伏阵列的间距和错位。
48.本发明与现有技术相比，有益效果是：(1)本发明在大面积的光伏阵列铺设中选用合适的光伏板，布置方案由传统的能量计算与pvsyst等软件综合计算仿真考量，得出倾角，遮挡关系相对较好的方案；(2)本发明在做到数据分析的同时区别于传统依靠工程经验或单一软件辅助设计的做法，在技术上具有一定的先进性；(3)本发明不但从角度调整上优化了原有的太阳能阵列布设，而且依据仿真数据减少了光伏阵列的使用，得到的发电效果不低于原有设计，从发电量和工程设计两方面都做到了优化；(4)本发明具有能够综合考虑不同地区的日照强度差异对光伏板造成的影响，以及用更加方便、智能的软件模拟来使系统
更加人性化的特点。
附图说明
49.图1为本发明实施例提供的光伏组件布设场地的一种示意图；
50.图2为本发明实施例中当光伏阵列倾角为42
°
时的一种仿真效果图；
51.图3为本发明实施例中当光伏阵列倾角角度范围为0-60
°
，步长为10时的一种仿真结果曲线图；
52.图4为本发明实施例中当光伏阵列倾角角度范围为15
°‑
25
°
，步长为0.5时的一种仿真结果曲线图；
53.图5为本发明实施例中夏季最优倾角模拟的一种仿真结果曲线图；
54.图6为本发明实施例中冬季最优倾角模拟的一种仿真结果曲线图；
55.图7为本发明实施例中在夏季和冬季双倾角情况下的一种发电量模拟效果图；
56.图8为本发明实施例中当方位角角度范围为-5
°
至5
°
，步长为0.5时的一种仿真结果曲线图；
57.图9为本发明实施例中更新方位角后的光伏板排布的一种示意图；
58.图10为本发明实施例中在更新方位角后的一种发电量模拟效果图；
59.图11为本发明实施例中光伏阵列抬高后的一种示意图；
60.图12为本发明实施例中光伏阵列抬高后的一种发电量模拟效果图；
61.图13为本发明实施例中光伏阵列数量优化后的一种示意图；
62.图14为本发明实施例中光伏阵列数量优化后的一种发电量模拟效果图；
63.图15为本发明实施例中当光伏阵列在0.6m-6m间距下的一种仿真结果曲线图；
64.图16为本发明实施例中光伏阵列间距在多次优化后的一种仿真效果图；
65.图17为本发明实施例中新光伏阵列模型的一种仿真结果曲线图；
66.图18为本发明实施例中新旧光伏阵列模型的一种对比柱状图；
67.图19为本发明中用于bipv系统的优化方法的一种流程图。
具体实施方式
68.为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。
69.实施例：
70.如图19所示，用于bipv系统的优化方法，包括如下步骤：
71.s1，在pvsyst软件内建立光伏组件布设场地模型，并确定光伏阵列在光伏组件布设场地内的全年最优倾角，获得光伏阵列模型；
72.s2，对全年时间进行划分，并确定朝向季节性可调的最优倾角，对步骤s1的光伏阵列模型进行优化；
73.s3，确定光伏阵列的最优方位角，并对步骤s2优化后的光伏阵列模型进行优化；
74.s4，确定光伏阵列的最优高度，并对步骤s3优化后的光伏阵列模型进行优化；
75.s5，确定光伏阵列的最优数量，并对步骤s4优化后的光伏阵列模型进行优化，获得最终优化后的光伏阵列模型。
76.对于步骤s1，依据给定的cad图纸，建筑物能够铺设光伏组件的面积为屋顶12m
×
15m以及侧方楼梯上层3m
×
8.5m的区域。因此，在pvsyst建立简易的光伏组件布设场地，如图1所示。根据图1所示的范围对光伏阵列进行优化。布设好太阳能板后，先对其进行倾角为42
°
的仿真，如图2所示，得到此时系统效率为0.610，系统发电量为18152wh/yr。以此作为基准进行优化。
77.在pvsyst优化界面中，设定倾角角度范围为0-60
°
，步长为10，可得到不同倾角下系统发电量如图3所示。从图2中数据可以看到，最优倾角落在了15
°‑
25
°
范围内。
78.排除因精度问题产生的误差。设定角度为15
°‑
25
°
，步长为0.5，可得到此状态下较为精准的最优倾角，如图4所示。最终可以得到在此光伏阵列布置下19.5
°
为最优倾角。在此角度下，系统发电量可达到18336kwh/yr，相较于使用42
°
倾角的方案(系统发电量为18152kwh/yr)，年均可多发约150度电。
79.对于步骤s2，对光伏阵列的倾角来说，采用全年统一倾角可以降低维护成本，但同时也会导致发电量的减少。因此给出一种基于冬季和夏季的双季节倾角优化，在此设计模式下，将全年12月以6个月为基准划分为冬季和夏季，分别进行倾角优化。
80.本次仿真，将1月-3月，10月-12月划分为冬季，4月-9月划分为夏季。首先对夏季倾角进行仿真。在pvsyst的优化仿真界面，设定角度范围为0
°‑
20
°
，步长为0.5，仿真时间设定为4月-9月，可得夏季最优倾角的模拟图如图5所示，可以看到，夏季的最优倾角为7.5
°
。
81.同理，对冬季的倾角进行仿真。设定角度范围为30
°‑
60
°
，步长为0.5，仿真时间设定为10月-3月，可得冬季最优倾角模拟图如图6所示，可以看到，冬季的最优倾角为51
°
。
82.将得到的夏季与冬季最优倾角分别导入发电量模型中进行仿真，可以得到在双倾角优化下的全年发电量如图7所示。可以看到，在此情况下系统的发电量达到了19044kwh/yr，相较于单一倾角19.5
°
的发电量情况，每年可进一步增幅发电约1000度/年。
83.依据上述设计思路，可以进一步细分光伏阵列的倾角调整时间为季度或者月度，甚至使用追踪模块和支架来实现每日的倾角调整以此来获得更高的全年发电量。
84.由于受到布设场地的限制，在一般的bipv系统光伏阵列布设中，方位角一般与建筑外观保持相同。但事实上若不考虑建筑外观上的影响，针对固定建筑物，其实可以对方位角进行微调来达到更好的发电效率。
85.因此，考虑方位角对光伏阵列发电量的影响，采用步骤s3过程在前面得到的双倾角模型下进一步对光伏阵列进行优化。
86.在双倾角模型下，在pvsyst优化软件上设置方位角参数为-5
°
至5
°
，步长设定为0.5，得到此情况下的光伏阵列最优方向角分析，如图8所示。可以看到，此时的最优方向角为3
°
。
87.进一步调整光伏阵列模型，将方位角设定为最优方位角，略微调整光伏阵列的间距和错位，得到如下图9所示的光伏板排布方式。
88.再一次对建筑物进行发电量仿真，结果如下图10所示。可以看到，虽然更新了方位角，但由于修改角度不大，模块间的相互遮挡等其他因素，导致光伏板的发电量增量只有约100度/年。这种增幅主要是由于此建筑物的阴影遮挡来自于左侧的墙体横梁。
89.对于bipv系统来说，周边60cm的围墙造成的阴影遮挡对其产生了比较严重的阴影遮挡。以求得到最佳的发电量，采用步骤s4过程通过支架对光伏阵列进行抬高，借此获得更好的优化效果。
90.在前面的优化模型下，在pvsyst软件上修改原有的光伏阵列模型，将位于屋顶右侧的光伏阵列向上抬高60cm，位于左侧的光伏阵列抬高100cm，抬高后的模型如图11所示。
91.在图11条件基础的情况下进行仿真，可得到更新高度后的光伏阵列发电情况如图12所示。可以看到，此时系统的发电量达到了20003kwh/yr。相较于普通的双倾角模式的发电量(19044kwh/yr)，此次优化能够提高年发电量约1000度。对于此优化方式来说，抬高的高度对发电量的影响是很大的。但与之相对的是过高的支架可能会带来更多的不稳定因素和更高的经济支出。在多次实验后，综合各种情况，最后认为该优化方式相对较优。
92.在上面的优化设计中，不难发现为了达到额定的装机总量，在面积较小的屋顶上加装了较多的光伏阵列。这将不可避免的导致光伏板间的阴影遮挡，造成效率的损失。因此，采用步骤s5过程减少光伏阵列的数目，以此来达到更高的效率和经济效益。
93.首先对优化高度后的双倾角模型进行分析。原先在屋顶平面右侧布设的光伏阵列是由5
×
19块光伏模块组合而成的，现削减一行光伏模块，更改为5
×
18块光伏模块组合。重新规划光伏模块及间距后的布设模型如图13所示。
94.将图13所示模型重新进行电量仿真后，得到更新数量后的光伏阵列发电情况如图14所示。可以看到，减少了光伏模块的数量后，对于整体的发电量来说不但没有下降，反而还有不小的提升。这是因为减少了模组数量后，横排间的模组空隙增大了，减少了阴影遮挡所带来的效率浪费。经过此数量优化后的光伏板年发电量达到了20816kwh/yr，较之前的优化模型平均每年又可提高发电量约800度。
95.在pvsyst软件中也支持对模块间隙的仿真。如图15所示，即为0.6m-6m间距下的光伏阵列发电量仿真，步长为0.5。可以看到，随着模组间隙的增加，发电量逐步上升。综合场地因素考虑，较好的阵列间距应设置为1.5m-2.5m之间。依据此仿真结果进行多次实验，最后得出了一种相对较好的优化情况，如图16所示。在这种情况下，系统年发电量可以达到22286kwh/yr，且仅需132块光伏模组。
96.综合考虑下，上述方案不但增加了发电量，而且减少了光伏模组的安装数量，节省了布设费用，是目前最优的优化方案。
97.通过软件仿真可以得出综合多种优势的优化方案：即通过提升支架高度来减少阴影遮挡，减少光伏模组的数量以增大模组间距，提升单块光伏模组的发电效率。由于多次优化下对光伏阵列排布有所调整，初步的角度分析可能不够准确，下面重新对模型进行角度分析，并进行对比。
98.首先重新计算新模型(132块光伏模组，无辅助支架抬高)在最优辐射角42
°
下的辐射情况，并与老模型(154块光伏模组，无辅助支架抬高)对比。对比数据如下表1所示：
99.表1最优辐射角年系统数据对比表
100.模型类别系统发电量系统效率新模型202190.679老模型181520.610
101.再重新分析新模型的年最优倾角，可得到新模型下的全年最优倾角仿真如图17所
示。可以看到，新模型(132块光伏模组，无辅助支架抬高，24
°
)全年最优倾角与老模型(154块光伏模组，无辅助支架抬高，19.5
°
)略有不同。新老模型的简单数据对比如下表2所示：
102.表2全年最优倾角年系统数据对比表
103.模型类别系统发电量系统效率新模型208040.728老模型183660.717
104.方位角与季节可调倾角也采取同样的方法进行。最后可以得到控制单一变量后的四种排布方式对比柱状图如图19所示。
105.本发明还提供了本发明还提供了用于bipv系统的优化系统，包括：
106.倾角优化模块，用于在pvsyst软件内建立光伏组件布设场地模型，并确定光伏阵列在光伏组件布设场地内的全年最优倾角，获得光伏阵列模型；
107.朝向季节性可调的最优倾角优化模块，用于对全年时间进行划分，并确定朝向季节性可调的最优倾角，对光伏阵列模型进行优化；
108.方位角优化模块，用于确定光伏阵列的最优方位角，并对光伏阵列模型进行优化；
109.高度优化模块，用于确定光伏阵列的最优高度，并对光伏阵列模型进行优化；
110.数量优化模块，用于确定光伏阵列的最优数量，并对光伏阵列模型进行优化，获得最终优化后的光伏阵列模型。
111.倾角优化模块具体为：
112.依据给定的cad图纸，在pvsyst软件内建立光伏组件布设场地模型，所述建立光伏组件布设场地模型中，用于铺设光伏组件的面积为屋顶12m
×
15m以及侧方楼梯上层3m
×
8.5m的区域；
113.在pvsyst优化界面中，根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到不同倾角下的bipv系统发电量，并取bipv系统发电量最大值对应的角度作为全年最优倾角。
114.朝向季节性可调的最优倾角优化模块具体为：
115.将全年的1月-3月，10月-12月划分为冬季，4月-9月划分为夏季；
116.对夏季倾角进行仿真：在pvsyst的优化仿真界面，设定仿真时间为4月-9月，并根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到夏季最优倾角的模拟结果并得到夏季的最优倾角；
117.对冬季倾角进行仿真：在pvsyst的优化仿真界面，设定仿真时间为10月-3月，并根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到冬季最优倾角的模拟结果并得到冬季的最优倾角。
118.方位角优化模块具体为：
119.在pvsyst软件界面上设置方位角参数范围和步长，进行仿真，得到不同方位角下的bipv系统发电量，并取bipv系统发电量最大值对应的角度作为光伏阵列最优方向角；
120.调整光伏阵列的间距和错位。
121.高度优化模块具体为：
122.确定光伏阵列的最优高度，并对优化后的光伏阵列模型进行优化；
123.数量优化模块具体为：
124.确定光伏阵列的最优数量，并对优化后的光伏阵列模型进行优化，获得最终优化
后的光伏阵列模型。
125.本发明在大面积的光伏阵列铺设中选用合适的光伏板，布置方案由传统的能量计算与pvsyst等软件综合计算仿真考量，得出倾角，遮挡关系相对较好的方案；本发明在做到数据分析的同时区别于传统依靠工程经验或单一软件辅助设计的做法，在技术上具有一定的先进性；本发明不但从角度调整上优化了原有的太阳能阵列布设，而且依据仿真数据减少了光伏阵列的使用，得到的发电效果不低于原有设计，从发电量和工程设计两方面都做到了优化；本发明具有能够综合考虑不同地区的日照强度差异对光伏板造成的影响，以及用更加方便、智能的软件模拟来使系统更加人性化的特点。
126.以上所述仅是对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
技术特征：1.用于bipv系统的优化方法，其特征在于，包括如下步骤：s1，在pvsyst软件内建立光伏组件布设场地模型，并确定光伏阵列在光伏组件布设场地内的全年最优倾角，获得光伏阵列模型；s2，对全年时间进行划分，并确定朝向季节性可调的最优倾角，对步骤s1的光伏阵列模型进行优化；s3，确定光伏阵列的最优方位角，并对步骤s2优化后的光伏阵列模型进行优化；s4，确定光伏阵列的最优高度，并对步骤s3优化后的光伏阵列模型进行优化；s5，确定光伏阵列的最优数量，并对步骤s4优化后的光伏阵列模型进行优化，获得最终优化后的光伏阵列模型。2.根据权利要求1所述的用于bipv系统的优化方法，其特征在于，步骤s1包括如下步骤：s11，依据给定的cad图纸，在pvsyst软件内建立光伏组件布设场地模型，所述建立光伏组件布设场地模型中，用于铺设光伏组件的面积为屋顶12m
×
15m以及侧方楼梯上层3m
×
8.5m的区域；s12，在pvsyst优化界面中，根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到不同倾角下的bipv系统发电量，并取bipv系统发电量最大值对应的角度作为全年最优倾角。3.根据权利要求2所述的用于bipv系统的优化方法，其特征在于，步骤s2包括如下步骤：s21，将全年的1月-3月，10月-12月划分为冬季，4月-9月划分为夏季；s22，对夏季倾角进行仿真：在pvsyst的优化仿真界面，设定仿真时间为4月-9月，并根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到夏季最优倾角的模拟结果并得到夏季的最优倾角；s23，对冬季倾角进行仿真：在pvsyst的优化仿真界面，设定仿真时间为10月-3月，并根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到冬季最优倾角的模拟结果并得到冬季的最优倾角。4.根据权利要求3所述的用于bipv系统的优化方法，其特征在于，步骤s3包括如下步骤：s31，在pvsyst软件界面上设置方位角参数范围和步长，进行仿真，得到不同方位角下的bipv系统发电量，并取bipv系统发电量最大值对应的角度作为光伏阵列最优方向角；s32，调整光伏阵列的间距和错位。5.根据权利要求4所述的用于bipv系统的优化方法，其特征在于，步骤s4包括如下步骤：s41，在pvsyst软件界面上修改原有的光伏阵列模型，将位于屋顶右侧的光伏阵列向上抬高设定的高度，位于屋顶左侧的光伏阵列同样抬高设定的高度，同时进行仿真，得到更新高度后的光伏阵列模型发电结果；s42，重复步骤s41，选取bipv系统发电量最大值对应的抬高高度作为光伏阵列的最优高度。6.根据权利要求5所述的用于bipv系统的优化方法，其特征在于，步骤s5包括如下步骤：
s51，在pvsyst软件界面上设置光伏阵列的间距范围和步长，进行仿真，得到不同间距下的bipv系统发电量，选取bipv系统发电量最大值对应的最大光伏阵列的间距，并将最大光伏阵列间距下的光伏阵列的数量作为光伏阵列的最优数量。7.用于bipv系统的优化系统，其特征在于，包括：倾角优化模块，用于在pvsyst软件内建立光伏组件布设场地模型，并确定光伏阵列在光伏组件布设场地内的全年最优倾角，获得光伏阵列模型；朝向季节性可调的最优倾角优化模块，用于对全年时间进行划分，并确定朝向季节性可调的最优倾角，对光伏阵列模型进行优化；方位角优化模块，用于确定光伏阵列的最优方位角，并对光伏阵列模型进行优化；高度优化模块，用于确定光伏阵列的最优高度，并对光伏阵列模型进行优化；数量优化模块，用于确定光伏阵列的最优数量，并对光伏阵列模型进行优化，获得最终优化后的光伏阵列模型。8.根据权利要求7所述的用于bipv系统的优化系统，其特征在于，所述倾角优化模块具体为：依据给定的cad图纸，在pvsyst软件内建立光伏组件布设场地模型，所述建立光伏组件布设场地模型中，用于铺设光伏组件的面积为屋顶12m
×
15m以及侧方楼梯上层3m
×
8.5m的区域；在pvsyst优化界面中，根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到不同倾角下的bipv系统发电量，并取bipv系统发电量最大值对应的角度作为全年最优倾角。9.根据权利要求7所述的用于bipv系统的优化系统，其特征在于，所述朝向季节性可调的最优倾角优化模块具体为：将全年的1月-3月，10月-12月划分为冬季，4月-9月划分为夏季；对夏季倾角进行仿真：在pvsyst的优化仿真界面，设定仿真时间为4月-9月，并根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到夏季最优倾角的模拟结果并得到夏季的最优倾角；对冬季倾角进行仿真：在pvsyst的优化仿真界面，设定仿真时间为10月-3月，并根据预先设定的角度范围和步长，进行仿真，得到冬季最优倾角的模拟结果并得到冬季的最优倾角。10.根据权利要求7所述的用于bipv系统的优化系统，其特征在于，所述方位角优化模块具体为：在pvsyst软件界面上设置方位角参数范围和步长，进行仿真，得到不同方位角下的bipv系统发电量，并取bipv系统发电量最大值对应的角度作为光伏阵列最优方向角；调整光伏阵列的间距和错位。
技术总结本发明属于光伏阵列优化技术领域，具体涉及用于BIPV系统的优化方法及系统。包括如下步骤：S1，建立光伏组件布设场地模型，并确定光伏阵列的全年最优倾角，获得光伏阵列模型；S2，确定朝向季节性可调的最优倾角，对光伏阵列模型进行优化；S3，确定光伏阵列的最优方位角，并对优化后的光伏阵列模型进行优化；S4，确定光伏阵列的最优高度，并对优化后的光伏阵列模型进行优化；S5，确定光伏阵列的最优数量，并对优化后的光伏阵列模型进行优化，获得最终优化后的光伏阵列模型。本发明具有能够综合考虑不同地区的日照强度差异对光伏板造成的影响，以及用更加方便、智能的软件模拟来使系统更加人性化的特点。的特点。的特点。
技术研发人员：钟琛 张金江
受保护的技术使用者：浙江科技学院
技术研发日：2022.06.28
技术公布日：2022/11/1
