一种进行矢量角度调节的海上光伏支撑装置及调节方法

专利主权项内容

1.一种进行矢量角度调节的海上光伏支撑装置，其特征在于：包括光伏板组件、光伏支架、支撑架和球头轴承内球面，所述光伏板组件设置在所述光伏支架的上方，所述光伏支架下方与所述球头轴承内球面固定连接，所述球头轴承内球面远离所述光伏支架的一端与所述支撑架转动相接；所述支撑架的外侧壁上设置有控制装置；进行矢量角度调节的海上光伏支撑装置的调节方法，具体步骤如下：步骤1、获取实时风速风向信息；步骤2、构建风阻模型；步骤3、构建太阳辐射效率模型；步骤4、根据用户设定的模型综合权重因子获得目标函数；步骤5、综合模型最优化，在得到的目标函数后，通过使用scipy库的minimize函数来最大化目标函数以找到光伏板实时最佳角度；步骤6、角度调节，根据计算所得最佳角度太阳能光伏板实时自动进行角度的调整；步骤2中构建风阻模型的具体表达式如下：
；式中，为空气阻力，单位为N； />为空气阻力系数；/>为空气的质量密度，取1.226kg/m；/>为光伏板在横剖面上的投影面积，单位为m； />为空气对光伏板的相对速度，单位为m/s， /> ，其中，/>为探测获得的风速；/>为风速/>与光伏板之间的夹角；32步骤3中构建太阳辐射效率模型的具体过程如下：S301、计算太阳高度角：
；其中，为当地纬度，北纬为正；/>为太阳赤纬角；/>为太阳时角；
；其中，ST为当地时间；
；其中，D为以春分作为第0天起算的天数；S302、计算法向直接辐射辐射度DNI，单位为kW/m，DNI是指地球上垂直于太阳光线的平面单位面积上、单位时间内接收到的太阳辐射能量，按以下公式近似计算：<
；
；
；
；其中为太阳常数，取值为1.366kW/m，H为海拔高度，单位为km；<步骤4中根据用户设定的模型综合权重因子获得目标函数的具体过程如下：S401、计算光伏板角度的风阻值：
；S402、计算光伏板向阳角度的辐射度<
；
；
；
；其中，，/>为阳光与光伏板之间的夹角；S403、将风阻模型和辐射度模型归一化，其中，风阻模型的参考值取光伏板最大可承受阻力，具体表达式如下：
；其中，为经风洞试验测试后得到的光伏板最大可承受阻力；辐射度模型的参考值取太阳最大辐射度，具体表达式如下：
；
；
；
；
；S404、得到最终目标函数：
；其中，为用户设定的权重因子；/>与/>为归一化后的风阻与辐射角。