双面组件背面增益的评估方法、装置以及存储介质、设备

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种双面组件背面增益的评估方法、装置以及存储介质、设备。

背景技术

双面组件在光伏电站应用得越来越广泛，双面组件的背面功率增益与双面系数、地面反射率、支架间距、组件安装高度、组件倾角、单个支架上组件宽度、组件背面遮挡情况、组件在组串中的位置、太阳方位角、太阳高度角、辐照的直散比等诸多因素有关，要从理论上计算背面功率增益十分困难。相关技术中，一般采用在组件正反两面都安装辐照表的方式测量背面光学增益，再根据背面光学增益和双面系数计算背面功率增益。其中，背面光学增益，是指双面组件背面所接收到的辐照度相对于正面接收到的辐照度的比例；背面功率增益，是指双面组件背面所发功率相对于正面所发功率的比例；双面系数，是指STC(Standard Test Condition，标准测试条件)条件下双面组件背面光电转换效率与正面光电转换效率的比值，也称双面率，双面系数小于1。

然而，由于地面反射率、组件背面遮挡情况、组件在组串中的位置等参数都不是固定参数，不同位置的组件背面光学增益不同，同一块组件不同区域的背面光学增益也不同，且辐照表无法直接测量组件背面接收到的辐照度，只能测量组件背面附近的辐照度，因此辐照表测量的背面光学增益误差较大。并且，在安装双面组件的电站中，背面增益(包括背面光学增益和背面功率增益)是影响发电量的关键因素，背面增益不是一成不变的，当地面反射率降低或组件背面出现遮挡时，背面增益就会降低，如果运维人员无法及时发现背面增益的降低，将会造成较大的电量损失。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种双面组件背面增益的评估方法、装置以及存储介质、设备。该方法无需安装背面辐照表，仅通过改变组件安装方式，计算双面组件背面增益，提高准确率并降低成本。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种双面组件背面增益的评估方法，所述方法包括：记录双面组件第一面的组串功率，记为第一功率；翻转所述双面组件，并记录所述双面组件第二面的组串功率，记为第二功率，其中，所述第二面为与相应第一面相对的面；根据所述第一功率和所述第二功率得到所述双面组件的背面增益。

另外，本发明上述实施例的双面组件背面增益的评估方法还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述方法还包括：获取所述双面组件的第一面辐照度、太阳方位角和太阳高度角；将所述第一面辐照度、所述太阳方位角和所述太阳高度角输入至预先训练好的辐照度评估模型，输出所述双面组件的理论第二面辐照度；根据所述背面增益中的背面光学增益和所述第一面辐照度得到所述双面组件的实际第二面辐照度；根据所述实际第二面辐照度和所述理论第二面辐照度对所述双面组件进行诊断。

根据本发明的一个实施例，所述根据所述实际第二面辐照度和所述理论第二面辐照度对所述双面组件进行诊断，包括：根据所述实际第二面辐照度和所述理论第二面辐照度计算偏差率；若所述偏差率为负值且绝对值大于设定阈值，并持续预设时间，则确定诊断结果为所述双面组件的第二面辐照度低，并发出告警提示。

根据本发明的一个实施例，针对设有多个双面组件的光伏电站，所述方法还包括：从多个所述双面组件中选取目标组件；根据各所述目标组件的背面增益得到所述光伏电站的全站背面增益。

根据本发明的一个实施例，所述从多个所述双面组件中选取目标组件，包括：分别获取各所述双面组件的组件安装地面和组件安装类型；根据所述组件安装地面和所述组件安装类型从多个所述双面组件中选取所述目标组件。

根据本发明的一个实施例，通过下式得到所述全站背面增益：

根据本发明的一个实施例，所述背面增益还包括背面功率增益，通过下式得到所述双面组件的背面增益：

其中，P

根据本发明的一个实施例，所述实际第二面辐照度为所述背面光学增益与所述第一面辐照度的乘积。

根据本发明的一个实施例，通过下式计算所述偏差率δ：

δ＝(实际第二面辐照度-理论第二面辐照度)/理论第二面辐照度

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的双面组件背面增益的评估方法。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种电子设备，包括存储器、处理器和存储在所述存储器上的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，实现上述的双面组件背面增益的评估方法。

为达到上述目的，本发明第四方面实施例提出了一种双面组件背面增益的评估装置，所述装置包括：记录模块，用于记录双面组件第一面的组串功率，记为第一功率，以及记录所述双面组件第二面的组串功率，记为第二功率，其中，所述第二面为与相应第一面相对的面；翻转模块，用于翻转所述双面组件，使所述第一面和所述第二面的朝向对调；评估模块，用于根据所述第一功率和所述第二功率得到所述双面组件的背面增益。

另外，本发明上述实施例的双面组件背面增益的评估装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述装置还包括：获取模块，用于获取所述双面组件的第一面辐照度、太阳方位角和太阳高度角；处理模块，用于将所述第一面辐照度、所述太阳方位角和所述太阳高度角输入至预先训练好的辐照度评估模型，输出所述双面组件的理论第二面辐照度；计算模块，用于根据所述背面增益中的背面光学增益和所述第一面辐照度得到所述双面组件的实际第二面辐照度；诊断模块，用于根据所述实际第二面辐照度和所述理论第二面辐照度对所述双面组件进行诊断。

本发明实施例的双面组件背面增益的评估方法、装置以及存储介质、设备，无需安装背面辐照表，仅通过改变组件安装方式，即设置双面组件可180°翻转，通过正反两面的功率计算双面组件背面增益，提高准确率并降低成本。

附图说明

图1是本发明一个实施例的双面组件背面增益的评估方法的流程图；

图2是本发明另一个实施例的双面组件背面增益的评估方法的流程图；

图3是本发明又一个实施例的双面组件背面增益的评估方法的流程图；

图4是本发明一个实施例的电子设备的结构框图；

图5是本发明一个实施例的双面组件背面增益的评估装置的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考附图描述本发明实施例的双面组件背面增益的评估方法、装置以及存储介质、设备。

图1是本发明一个实施例的双面组件背面增益的评估方法的流程图。

参见图1，双面组件背面增益的评估方法包括：

S11，记录双面组件第一面的组串功率，记为第一功率。

具体地，双面组件的正面为第一面，或者，双面组件的反面为第一面。通常情况下因为双面组件正面光电效率更高，所以双面组件的正面朝上，当需要评估双面组件背面增益时，可在辐照稳定时刻，记录双面组件正面朝上时的组串功率P

S12，翻转双面组件，并记录双面组件第二面的组串功率，记为第二功率，其中，第二面为与相应第一面相对的面。

具体地，迅速翻转双面组件180°，使双面组件第二面(如背面)朝上，倾角保持不变，记录双面组件背面朝上时的组串功率P

S13，根据第一功率和第二功率得到双面组件的背面增益。

本发明实施例的双面组件背面增益的评估方法，无需安装背面辐照表，仅通过改变组件安装方式，即设置双面组件可180°翻转，通过正反两面的功率计算双面组件背面增益，提高准确率并降低成本。

在一些实施例中，背面增益包括背面功率增益和背面光学增益，通过联立如下方程组可得背面增益：

其中，A是双面组件上方(即天空方向)的辐照度，S是组串面积，B是双面组件下方(即地面方向)的辐照度，φ是双面组件的双面系数，x是双面组件正面光电转化效率。

通过上述方程组可得到双面组件的背面增益，如下：

在一些实施例中，针对设有多个双面组件的光伏电站，方法还包括：从多个双面组件中选取目标组件；根据各目标组件的背面增益得到光伏电站的全站背面增益。

在一些可行的实施方式中，从多个双面组件中选取目标组件，包括：分别获取各双面组件的组件安装地面和组件安装类型；根据组件安装地面和组件安装类型从多个双面组件中选取目标组件。

具体地，组件安装地面可包括：草地、沙地、水泥地、水面等，组件安装类型可包括：组件倾角、组件高度、支架间距、单个支架上组件宽度等。选取目标组件的方法例如：某光伏电站有2种组件安装地面(草地和水面)，每种组件安装地面都有2种组件安装类型(倾角20°和倾角30°)，那么选取4种目标组件即可囊括电站的全部类型，即草地+20°倾角，草地+30°倾角，水面+20°倾角，水面+30°倾角。

需要说明的是，在选中目标组件后，为目标组件安装可围绕安装轴180°旋转的可调支架，以实现上述的翻转动作。

在一些实施例中，通过下式得到全站背面增益：

具体地，全站背面增益可用来评估光伏电站的经济性。评估方法是电站全生命周期由于采用双面组件多发的电量带来的收入减去多花的成本，所得差值越大，则经济性越好。

在一些实施例中，如图2所示，方法还包括：

S21，获取双面组件的第一面辐照度、太阳方位角和太阳高度角。

具体地，第一面辐照度即正面辐照度，可通过在双面组件正面设置辐照表测量得到。

S22，将第一面辐照度、太阳方位角和太阳高度角输入至预先训练好的辐照度评估模型，输出双面组件的理论第二面辐照度。

具体地，第二面辐照度即背面辐照度。辐照度评估模型可通过训练机器学习模型得到，训练方法包括：在地面反射率正常、背面无遮挡的情况下，获取双面组件多个时刻的正面辐照度(可以认为全站的正面辐照度相同)、太阳方位角、太阳高度角和实际背面辐照度，以正面辐照度、太阳方位角、太阳高度角为输入参数，实际背面辐照度为输出参数，训练机器学习模型。机器学习模型包含但不限于随机森林、BP(Back Propagation，反向传播算法)神经网络、LSTM(Long Short-Term memory,长短期记忆网络)神经网络和GRU(GatedRecurrent，门控循环)神经网络。其中，太阳方位角、太阳高度角可由已知的太阳运动模型计算得到。

S23，根据背面增益中的背面光学增益和第一面辐照度得到双面组件的实际第二面辐照度。

具体地，实际第二面辐照度为上述根据第一功率和第二功率得到的背面光学增益与第一面辐照度的乘积。

S24，根据实际第二面辐照度和理论第二面辐照度对双面组件进行诊断。

在该实施例中，可将同一种类型的双面组件划分为一个区域，训练一个模型，只有该区域的双面组件才适用这个模型，可更准确的定位出现问题的组件位置。

在一些实施例中，如图3所示，根据实际第二面辐照度和理论第二面辐照度对双面组件进行诊断，包括：

S31，根据实际第二面辐照度和理论第二面辐照度计算偏差率。

S32，若偏差率为负值且绝对值大于设定阈值，并持续预设时间，则确定诊断结果为双面组件的第二面辐照度低，并发出告警提示。

具体地，可通过下式计算偏差率δ：

δ＝(实际第二面辐照度-理论第二面辐照度)/理论第二面辐照度

若δ<0，且δ的绝对值＞定值Δ(即设定阈值，Δ>0)，并持续一段时间t，可发出“组件X背面辐照度低”告警，提醒运维人员及时采取措施处理(如提高地面反射率、清除组件背面遮挡等)，X可为组件编号。

综上所述，本发明实施例的双面组件背面增益的评估方法，无需安装背面辐照表，仅通过改变组件安装方式，计算双面组件背面增益，提高准确率并降低成本；通过辐照度评估模型计算理论背面辐照度，与实际背面辐照度比较，诊断背面辐照度低，准确率高，所需参数少。

基于上述实施例的双面组件背面增益的评估方法，本发明还提出了一种计算机可读存储介质。

在该实施例中，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，实现上述的双面组件背面增益的评估方法。

图4是本发明一个实施例的电子设备的结构框图。

如图4所示，电子设备400包括：处理器401和存储器403。其中，处理器401和存储器403相连，如通过总线402相连。可选地，电子设备400还可以包括收发器404。需要说明的是，实际应用中收发器404不限于一个，该电子设备400的结构并不构成对本发明实施例的限定。

处理器401可以是CPU(Central Processing Unit，中央处理器)，通用处理器，DSP(Digital Signal Processor，数据信号处理器)，ASIC(Application SpecificIntegrated Circuit，专用集成电路)，FPGA(Field Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本发明公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框、模块和电路。处理器401也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。

总线402可包括一通路，在上述组件之间传送信息。总线402可以是PCI(Peripheral Component Interconnect，外设部件互连标准)总线或EISA(ExtendedIndustry Standard Architecture，扩展工业标准结构)总线等。总线402可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。

存储器403用于存储与本发明上述实施例的双面组件背面增益的评估方法对应的计算机程序，该计算机程序由处理器401来控制执行。处理器401用于执行存储器403中存储的计算机程序，以实现前述方法实施例所示的内容。图4示出的电子设备400仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

图5是本发明一个实施例的双面组件背面增益的评估装置的结构框图。

如图5所示，双面组件背面增益的评估装置500包括：记录模块501、翻转模块502和评估模块503。

记录模块501，用于记录双面组件第一面的组串功率，记为第一功率，以及记录双面组件第二面的组串功率，记为第二功率，其中，第二面为与相应第一面相对的面；翻转模块502，用于翻转双面组件，使第一面和第二面的朝向对调；评估模块503，用于根据第一功率和第二功率得到双面组件的背面增益。

在一些实施例中，双面组件背面增益的评估装置500还包括：获取模块504、处理模块505、计算模块506和诊断模块507。

获取模块504，用于获取双面组件的第一面辐照度、太阳方位角和太阳高度角；处理模块505，用于将第一面辐照度、太阳方位角和太阳高度角输入至预先训练好的辐照度评估模型，输出双面组件的理论第二面辐照度；计算模块506，用于根据背面增益中的背面光学增益和第一面辐照度得到双面组件的实际第二面辐照度；诊断模块507，用于根据实际第二面辐照度和理论第二面辐照度对双面组件进行诊断。

需要说明的是，本发明实施例的双面组件背面增益的评估装置的其他具体实施方式可参见本发明上述实施例的双面组件背面增益的评估方法的具体实施方式。

本发明实施例的双面组件背面增益的评估装置，无需安装背面辐照表，仅通过改变组件安装方式，计算双面组件背面增益，提高准确率并降低成本；通过辐照度评估模型计算理论背面辐照度，与实际背面辐照度比较，诊断背面辐照度低，准确率高，所需参数少。

需要说明的是，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下：具有一个或多个布线的电连接部(电子装置)，便携式计算机盘盒(磁装置)，随机存取存储器(RAM)，只读存储器(ROM)，可擦除可编辑只读存储器(EPROM或闪速存储器)，光纤装置，以及便携式光盘只读存储器(CDROM)。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。