基于量测的光伏面板电场动态优化的方法及装置与流程
本发明涉及光伏面板领域，具体涉及基于量测的光伏面板电场动态优化的方法及装置。
背景技术：
1、随着可再生能源的应用不断推广，光伏面板的应用程度不断增强。光伏面板又称太阳能电池板，是基于光伏效应将太阳能直接转换为电能的装置。其工作原理为当太阳光照射到光伏材料（一般为硅）上时，材料中的电子受到能量激发而跃迁，从而产生电流。
2、在光伏面板的实际使用过程中，光伏面板表面的灰尘和其他小颗粒会随风移动，与面板材料发生摩擦，该摩擦导致灰尘颗粒和光伏面板表面分别带上不同极性的电荷，产生静电积累现象。该静电在光伏面板上不同区域会导致局部电势差异，导致电场分布不均匀。电场分布不均匀性影响光生载流子的运动轨迹，导致光伏面板内某些区域的载流子复合率增加，从而减少光生电流的输出。
技术实现思路
1、基于此，本发明提供基于量测的光伏面板电场动态优化的方法及装置，结合飞行颗粒的分布得到光伏面板表面不均匀电场的分布情况，并结合具体的不均匀电场分布情况生成磁场发生器的配置参数，对不均匀电场进行优化，得到电场分布均匀的光伏面板。
2、第一方面，本发明提供一种基于量测的光伏面板电场动态优化的方法，包括：
3、获取预设时间周期内光伏面板所在环境的飞行颗粒数据和光伏面板的光生电流数据；
4、根据所述飞行颗粒数据得到光伏面板表面的静电荷分布图；
5、根据所述静电荷分布图，结合时间序列得到光伏面板表面各个区域的静电荷积累量；
6、根据所述各个区域的静电荷积累量确定光伏面板表面的局部高风险区域，并生成所述局部高风险区域的初始电场；
7、根据所述光伏面板的光生电流数据和所述初始电场，生成所述光伏面板表面的局部高风险区域的载流子优化路径；
8、基于所述载流子优化路径计算所述局部高风险区域内需要调整的磁场数据，并生成磁场发生器的配置参数；
9、根据所述配置参数调整磁场发生器，在所述局部高风险区域内生成优化磁场，得到优化电场后的光伏面板。
10、进一步的，所述根据所述飞行颗粒数据得到光伏面板表面的静电荷分布图，包括以下步骤：
11、根据所述飞行颗粒数据得到飞行颗粒的空间分布特征；
12、对所述飞行颗粒的空间分布特征进行插值得到连续的飞行颗粒分布曲面；
13、将所述飞行颗粒分布曲面与光伏面板的空间位置进行映射，得到飞行颗粒在光伏面板表面的分布情况；
14、结合所述飞行颗粒在光伏面板表面的分布情况，模拟得到光伏面板表面的静电荷分布图。
15、进一步的，所述根据所述静电荷分布图，结合时间序列得到光伏面板表面各个区域的静电荷积累量，包括以下步骤：
16、根据所述静电荷分布图，通过电荷密度分析得到光伏面板表面各个区域的静电荷密度；
17、将所述光伏面板表面各个区域的静电荷密度结合时间序列得到光伏面板表面各个区域的静电荷积累量。
18、进一步的，所述根据所述各个区域的静电荷积累量确定光伏面板表面的局部高风险区域，具体为：
19、将所述各个区域的静电荷积累量与预设的静电荷阈值比较，若区域的静电荷积累量高于预设的静电荷阈值，则所述区域为光伏面板表面的局部高风险区域。
20、进一步的，所述生成所述局部高风险区域的初始电场，具体为：
21、将所述局部高风险区域划分为若干个高风险单元，并获取各个高风险单元上施加电荷量和介电常数边界条件，结合泊松方程得到所述局部高风险区域的初始电场。
22、进一步的，所述根据所述光伏面板的光生电流数据和所述初始电场，生成所述光伏面板表面的局部高风险区域的载流子优化路径，包括以下步骤：
23、根据所述光伏面板的光生电流数据和光伏面板的载流子浓度得到光伏面板各个位置的载流子初始浓度分布；
24、根据所述光伏面板各个位置的载流子初始浓度分布与所述初始电场得到所述光伏面板表面的局部高风险区域的载流子优化路径。
25、进一步的，所述基于所述载流子优化路径计算所述局部高风险区域内需要调整的磁场数据，并生成磁场发生器的配置参数，具体为：
26、根据所述载流子优化路径得到所述载流子优化路径的空间坐标点集；
27、根据所述载流子优化路径的空间坐标点集与所述空间坐标点集对应的载流子速度矢量得到所述载流子优化路径的磁感应强度分布；
28、根据所述载流子优化路径的磁感应强度分布对局部高风险区域的磁场进行仿真得到满足磁场均匀性的局部高风险区域内需要调整的磁场数据，所述局部高风险区域内需要调整的磁场数据包括最优磁场强度和磁场方向分布；
29、根据所述最优磁场强度和磁场方向分布生成磁场发生器的配置参数。
30、进一步的，所述方法还包括：
31、将所述静电荷分布图划分为若干个子区域，并计算各个所述子区域内电荷总量；
32、根据所述子区域内电荷总量和所述子区域的面积得到所述子区域的电荷密度；
33、比较所有子区域的电荷密度，得到电荷密度最高的子区域并记为第一子区域；
34、结合所述飞行颗粒数据得到所述第一子区域的飞行颗粒吸附力；
35、结合所述飞行颗粒吸附力与飞行颗粒的重力得到第一子区域的飞行颗粒吸附量；
36、若所述第一子区域的飞行颗粒吸附量超过预设的颗粒吸附阈值，对所述光伏面板表面进行静电消除处理，完成静电消除处理后重新获取飞行颗粒在光伏面板表面的分布情况。
37、进一步的，所述方法还包括：
38、根据所述光伏面板表面的静电分布图，模拟静电荷对光生电流数据的扰动；
39、基于静电荷对光生电流的扰动对光伏面板区域进行划分，得到若干个光伏面板分区；
40、基于等效电路模型和光伏电池物理方程，结合所述光伏面板分区的面积得到各个所述光伏面板分区的输出电力分布和不均匀度；
41、结合所述光伏面板分区的输出电力分布和不均匀度生成所述光伏面板分区的外部调度指令。
42、第二方面，本发明还提供一种基于量测的光伏面板电场动态优化的装置，包括：
43、数据获取模块，用于获取预设时间周期内光伏面板所在环境的飞行颗粒数据和光伏面板的光生电流数据；
44、电荷分布确定模块，用于根据所述飞行颗粒数据得到光伏面板表面的静电荷分布图；
45、静电积累计算模块，用于根据所述静电荷分布图，结合时间序列得到光伏面板表面各个区域的静电荷积累量；
46、初始电场确定模块，用于根据所述各个区域的静电荷积累量确定光伏面板表面的局部高风险区域，并生成所述局部高风险区域的初始电场；
47、载流子优化路径计算模块，用于根据所述光伏面板的光生电流数据和所述初始电场，生成所述光伏面板表面的局部高风险区域的载流子优化路径；
48、磁场配置参数确定模块，用于基于所述载流子优化路径计算所述局部高风险区域内需要调整的磁场数据，并生成磁场发生器的配置参数；
49、磁场调整模块，用于根据所述配置参数调整磁场发生器，在所述局部高风险区域内生成优化磁场，得到优化电场后的光伏面板。
50、第三方面，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现第一方面中任一项基于量测的光伏面板电场动态优化的方法的步骤。
51、第四方面，本发明还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时，执行第一方面中任一项基于量测的光伏面板电场动态优化的方法。
52、采用上述技术方案的有益效果为：本发明通过对光伏面板所处环境的飞行颗粒分布情况模拟得到光伏面板表面的静电分布图，并结合时间序列得到光伏面板表面各个区域的静电荷积累量，根据静电荷积累量得到光伏面板表面不均匀电场的分布情况，进一步结合不均匀的电场分布情况确定调整光伏面板表面的磁场对应的参数，从而实现对不均匀电场优化，优化后的光伏面板表面电场分布均匀，以提高光伏面板光生电流的输出。
技术特征：
1.一种基于量测的光伏面板电场动态优化的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的基于量测的光伏面板电场动态优化的方法，其特征在于，所述根据所述飞行颗粒数据得到光伏面板表面的静电荷分布图，包括以下步骤：
3.如权利要求2所述的基于量测的光伏面板电场动态优化的方法，其特征在于，所述根据所述静电荷分布图，结合时间序列得到光伏面板表面各个区域的静电荷积累量，包括以下步骤：
4.如权利要求3所述的基于量测的光伏面板电场动态优化的方法，其特征在于，所述根据所述各个区域的静电荷积累量确定光伏面板表面的局部高风险区域，具体为：
5.如权利要求4所述的基于量测的光伏面板电场动态优化的方法，其特征在于，所述生成所述局部高风险区域的初始电场，具体为：
6.如权利要求5所述的基于量测的光伏面板电场动态优化的方法，其特征在于，所述根据所述光伏面板的光生电流数据和所述初始电场，生成所述光伏面板表面的局部高风险区域的载流子优化路径，包括以下步骤：
7.如权利要求6所述的基于量测的光伏面板电场动态优化的方法，其特征在于，所述基于所述载流子优化路径计算所述局部高风险区域内需要调整的磁场数据，并生成磁场发生器的配置参数，具体为：
8.如权利要求2所述的基于量测的光伏面板电场动态优化的方法，其特征在于，还包括：
9.如权利要求2所述的基于量测的光伏面板电场动态优化的方法，其特征在于，还包括：
10.一种基于量测的光伏面板电场动态优化的装置，其特征在于，包括：
11.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-9中任一项基于量测的光伏面板电场动态优化的方法的步骤。
12.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时，执行权利要求1-9中任一项基于量测的光伏面板电场动态优化的方法。
技术总结
本发明提供基于数据量测的光伏面板电场动态优化的方法及装置，包括：根据飞行颗粒数据得到光伏面板表面的静电荷分布图；根据静电荷分布图，结合时间序列得到光伏面板表面各个区域的静电荷积累量；根据各个区域的静电荷积累量确定光伏面板表面的局部高风险区域，并生成局部高风险区域的初始电场；根据光伏面板的光生电流数据和初始电场，生成光伏面板表面的局部高风险区域的载流子优化路径；基于载流子优化路径计算局部高风险区域内需要调整的磁场数据，并生成磁场发生器的配置参数；根据配置参数调整磁场发生器，在所述局部高风险区域内生成优化磁场，得到优化电场后的光伏面板。
技术研发人员：肖尧,孙颖,叶汶鑫,丁干倪
受保护的技术使用者：广东电网有限责任公司广州供电局
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23