专利名称：一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度的测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电力系统领域，具体涉及一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度的测量系统。
背景技术：
为了提升相同时间内光伏系统发电量，通常采用具有跟踪式光伏发电系统。通过跟踪太阳位置以提升光伏系统单日发电量。因此，光伏跟踪系统对太阳位置跟踪精度差异将直接关系到光伏发电体系单日发电量的多少。准确测量光伏跟踪系统跟踪精度将对评估光伏发电系统发电量多少有着重要意义。 目前，在光伏跟踪精度测试方面，部分研究仅仅制定了相应测试精度标准以规范光伏跟踪精度大�。浒ㄒ韵铝街址椒ㄕ肟追ń幸桓稣肟椎牟煌该髑岜∑矫嫫叫泄潭ㄓ谧榧矫嫔戏剑礁銎矫嬷溆幸欢ň嗬耄谟行艄庹帐奔淠谠诵懈傧低常觳樽榧矫嫔系奶艄獍咂胝肟椎慕嵌龋愿傧低车母倬冉屑觳�。直接辐射仪法将光照直接辐射仪固定在转动结构上，并校整直接辐射仪与光伏组件表面垂直，在有效太阳光照时间内运行跟踪系统，检查直接辐射仪上太阳光斑偏离原点的角度，对跟踪系统的跟踪精度进行检查。也可将数字水平仪固定在转动结构上，在有效太阳光照时间内，计算此时所跟踪太阳入射角度与数字水平仪角度差，对水平单轴跟踪系统的跟踪精度进行检查。采用这两种方法都是需要将测试设备固定至光伏组件上，并且需调整与光伏组件平行，在测试过程中其可操作性不强。在光伏跟踪系统跟踪精度研究方面，目前文献主要着重于光伏跟踪精度研究，即太阳角度的计算和计算机实现问题。并且许多算法主要关注的是如何精确计算太阳位置参数，以使得所设计光伏跟踪系统能够更好地进行跟踪，但这些文献却较少关注太阳位置计算方法的可行性以及跟踪精度的测试方法即太阳入射光线与光伏组件之间夹角大小。有基于此，本发明提出一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度测量方法，该方法可以较为准确地对光伏跟踪精度进行测试，并且具有较强的可实施性。
实用新型内容针对现有技术的不足，本实用新型提出一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度的测量系统，精确测出光伏跟踪系统对太阳位置跟踪精度差异，可以有效计算采用光伏跟踪系统后光伏组件发电量多少，并指导跟踪精度不达标光伏发电系统进行改进。本实用新型提供的一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度的测量系统，其改进之处在于，所述测量系统包括测试箱和上位机；所述测试箱通过USB数据传输接口与所述上位机连接。其中，所述测试箱包括指南针、经纬仪和量角器。[0011]其中，所述指南针用于测定光伏组件的位置，并将测得数据通过所述USB数据传输接口传给所述上位机。其中，所述经纬仪用于测定光伏组件的经纬度，并将测得数据通过所述USB数据传输接口传给所述上位机。其中，所述量角器用于测定光伏组件的仰角，并将测得数据通过所述USB数据传输接口传给所述上位机。其中，所述量角器为电子量角器。其中，所述上位机包括工控机或计算机。其中，所述上位机包括液晶屏显示终端。其中，所述液晶显示终端的界面包括正南方向指示灯、非正南方向指示灯、输入跟踪系统角度对话框、测试点经纬度对话框和开始测试按钮。利用本实用新型的系统对测试数据进行向量分解，从而可以较为方便的对光伏系统跟踪精度进行评判，与现有的测试方法相比，本实用新型的有益效果为I、天气影响现有测试方法测试光伏跟踪精度需要在晴好无云的天气下，通过太阳入射光线与光伏跟踪系统上安装期间之间差异，从而判定跟踪精度大�。欢捎帽臼涤眯滦驮蛭扌杩悸翘炱榭觯鲂柚浪馊掌诘牡乩硇畔⒁约肮夥傧低掣傧低匙乔榭�。2、测试现场安装现有测试方法需在具有跟踪系统光伏跟踪系统上进行测试系统的平行安装，使得测试方法不够简便，采用本实用新型则无需在光伏跟踪系统上进行安装，节约测试安装时间。3、测试可拓展性现有测试方法测试得到都为综合角度偏差，无法解耦，而采用本实用新型则可以根据需要进行坐标变换以满足不同单轴跟踪系统测试要求。
图I为本实用新型提供的测量系统示意图。图2为本实用新型提供的向量分解法坐标系建立的主视图。其横轴为太阳能电池组件水平面；纵轴为太阳能电池组件水平面的垂直线。图3为本实用新型提供的向量分解法坐标系建立的俯视图。图4为本实用新型提供的被测地区当日太阳高度角a。其横轴为时间，单位分钟；纵轴为角度，单位 度。图5为本实用新型提供的被测地区当日太阳高度角Y。其横轴为时间，单位分钟；纵轴为角度，单位 度。图6为本实用新型提供的被测光伏系统转角T。其横轴为时间，单位分钟；纵轴为角度，单位 度。图7为本实用新型提供的被测光伏系统双轴当前仰角P。其横轴为时间，单位分钟；纵轴为角度，单位度。图8为本实用新型提供的被测光伏系统跟踪角度误差。其横轴为时间，单位分钟；纵轴为角度，单位 度。图9为本实用新型提供的将结果通过计算机的液晶屏显示终端显示的示意图。[0031]具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的具体实施方式
作进一步的详细说明。本实用新型提出的一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度的测量系统如图I所示，包括测试箱和上位机；所述测试箱通过USB数据传输接口与所述上位机连接。上位机接收数据后进行处理并显示结 果。所述测试箱包括指南针、经纬仪和量角器。所述指南针用于测定光伏组件的位置，并将测得数据通过USB数据传输接口传给所述上位机。所述经纬仪用于测定光伏组件的经纬度，并将测得数据通过USB数据传输接口传给所述上位机。所述量角器用于测定光伏组件的仰角，并将测得数据通过USB数据传输接口传给所述上位机。所述量角器为电子量角器。上位机包括工控机或计算机。本实施例首先利用指南针确定光伏跟踪系统安装朝向、利用经纬仪确定光伏跟踪系统安装的地理位置，确定安装为朝向正南方向。其次，判断光伏系统，针对单轴光伏跟踪系统，在利用电子量角器确定其光伏跟踪系统仰角时，测试其全天方位角运行情况，通过手动或者通信方式传给计算机，用计算机记录测试日期和测试结果；针对双轴光伏跟踪系统，测试其全天方位角以及仰角运行情况，用计算机记录测试日期与测试结果。将测试结果利用向量分解法(以下简称向量法)对光伏系统跟踪精度进行计算判定，得到光伏系统跟踪精度。本实用新型可以直接计算不同跟踪类型光伏发电系统中太阳直射辐射入射角与接收平面的法相角之间的角度。本实施例的结果通过计算机的液晶屏显示终端显示，如图9所示，液晶显示终端的界面包括正南方向指示灯、非正南方向指示灯、输入跟踪系统角度对话框、测试点经纬度对话框和开始测试按钮。在输入跟踪系统角度对话框中输入光伏组件安装倾角、在测试点经纬度对话框中输入测试点经纬度，打开跟踪角度测试文件是载入测试箱测试的角度测试文件，然后点击开始测试，在指南针对光伏组件进行测试时，通过正南方向指示灯显示出光伏组件已朝向正南。本实施例利用向量分解法的步骤为建立向量分解法坐标系如图2和图3所示，本实施例中，采用太阳能电池组件水平面为基平面坐标，其垂线为Z轴坐标。对于光伏跟踪系统，考虑其法线角度法线与天顶坐标夹角(即太阳能板与水平面夹角P )以及转轴转动时，法线与原轴之间夹角T。其根据光伏组件原始位置，求出其原始位置处的法向量，计算法向量与天顶坐标(即Z轴)之间的夹角，同时，在转轴转动时，计算任意转动时刻法向量与原始位置法向量夹角T，用于计算单位向量VP。根据测试日期，采用传统工程法或SPA算法计算测试当日太阳运行位置参数。包括太阳高度角a以及太阳方位角Y等。将太阳高度角归结至空间坐标系下并利用单位向量Vs表示
权利要求1.一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度的测量系统，其特征在于，所述测量系统包括测试箱和上位机；所述测试箱通过USB数据传输接口与所述上位机连接。
2.如权利要求I所述的测量系统，其特征在于，所述测试箱包括指南针、经纬仪和量角器。
3.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述指南针用于测定光伏组件的位置，并将测得数据通过所述USB数据传输接口传给所述上位机。
4.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述经纬仪用于测定光伏组件的经纬度，并将测得数据通过所述USB数据传输接口传给所述上位机。
5.如权利要求2所述的测量系统，其特征在于，所述量角器用于测定光伏组件的仰角，并将测得数据通过所述USB数据传输接口传给所述上位机。
6.如权利要求2或5任一所述的测量系统，其特征在于，所述量角器为电子量角器。
7.如权利要求I所述的测量系统，其特征在于，所述上位机包括工控机或计算机。
8.如权利要求I或7任一所述的测量系统，其特征在于，所述上位机包括液晶屏显示终端。
9.如权利要求8所述的测量系统，其特征在于，所述液晶显示终端的界面包括正南方向指示灯、非正南方向指示灯、输入跟踪系统角度对话框、测试点经纬度对话框和开始测试按钮。
专利摘要本实用新型提供一种基于向量分解法的光伏跟踪系统跟踪精度的测量系统，包括测试箱和上位机；测试箱将对光伏组件的测试数据通过USB数据传输接口传给上位机，上位机对数据进行处理，得到光伏跟踪系统跟踪精度值。本实用新型的系统不受天气影响，无需在光伏跟踪系统上进行安装，节约测试安装时间，而且可以根据需要进行坐标变换以满足不同单轴跟踪系统测试要求。
文档编号G01C25/00GK202814412SQ20122029379
公开日2013年3月20日 申请日期2012年6月18日 优先权日2012年6月18日
发明者董颖华, 黄晶生, 刘美茵, 牛晨晖 申请人:中国电力科学研究院
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