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在雙碳政策的背景下，近年來光伏裝機量不斷攀升，但太陽能資源自身波動性及隨機性特點使其發(fā)電過程中的驟升或驟降現(xiàn)象對電力系統(tǒng)的合理調控和有效調度帶來困難，容易造成棄光現(xiàn)象的發(fā)生。準確預測光伏發(fā)電功率可以使電力調度部門及時調整調度計劃，提高電網運行的經濟性和穩(wěn)定性，促進新能源消納。預測的結果精度與其時間尺度具有強相關性，因而對于光伏場站而言，分鐘級的出力預報信息具有較高的參考價值。 光伏發(fā)電功率預測是基于光伏電力不穩(wěn)定性特征和電力系統(tǒng)實時平衡要求矛盾而產生的一種需求。超短期內光伏輸出功率爬坡主要由云團對太陽輻射無規(guī)律的遮擋造成，該遮擋過程難以量化，對超短期內光伏輸出爬坡預測造成了很大的困難。 為量化云團對太陽輻射的遮擋過程，本課題利用天空成像儀獲取云團參數(shù)（云高，云速，云團形狀），云高方面：基于雙目視覺原理，采用兩臺全天空成像儀捕捉天空圖片，根據(jù)雙目攝像機視差及其幾何關系反向推算得出云團高度；云速方面，結合單攝像機拍攝的連續(xù)天空圖像計算得到云團的運動速度矢量；云團形狀方面：利用圖像畸變矯正技術，結合云高信息，可獲取云團形狀信息。根據(jù)上述云團物理信息，默認云團運動狀態(tài)短期內保持恒定，對未來15分鐘內云團運動軌跡進行刻畫，再通過天文算法計算得到的太陽方位，推算得出當前云團狀況下未來15分鐘地面陰影的變化情況，以此判斷光伏板的遮擋情況。后根據(jù)云團厚度情況判斷其對太陽光的遮擋率大小，以其為依據(jù)對理論計算出的太陽輻照數(shù)據(jù)進行削減修正，由此完成未來15分鐘內的分鐘級超短期光伏功率變化預測。 本方法相比于基于衛(wèi)星云圖的數(shù)值天氣預報，觀測設備僅需兩臺全天空成像儀，安裝更為靈活且兼具更優(yōu)的性價比；設備還具備更高的時空分辨率，因而可以實現(xiàn)云團的精細觀測，從而可完成更高精度的預測任務，預測結果具備更高的準確性。 創(chuàng)新點 1、開發(fā)出一種基于雙目視覺原理及圖像處理技術的云團多尺度信息獲取方法。 2、開發(fā)出一種基于云團透射率和地面陰影軌跡預測的光伏場站出力分鐘級預測方法。 市場前景 隨著全球加快應對氣候變化，光伏市場需求持續(xù)增加，數(shù)據(jù)顯示，我國光伏行業(yè)在2021年繼續(xù)高歌猛進，光伏新增裝機創(chuàng)歷史新高，達到54.88GW。未來十幾年，中國太陽能裝機容量的復合增長率將高達25%以上。根據(jù)光伏發(fā)電行業(yè)國家政策規(guī)劃，未來將著力推進光伏基地化開發(fā)、分布式化開發(fā)以及綜合水風光的綜合基地開發(fā)。 無論是以沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)為重點的大型風電光伏基地開發(fā)，還是整縣屋頂分布式光伏試點的組織開展，或是綜合多種發(fā)電手段的新能源大規(guī)模發(fā)展，都需要準確的光伏發(fā)電功率預測為電網調度提供參考與保護。預測精度直接影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，更會影響所有市場參與者的經濟收益。據(jù)統(tǒng)計，2019年，我國發(fā)電功率預測市場的規(guī)模為6.34億元，預計2019年至2024年市場年均復合增速為16.2%，預計2024年光伏發(fā)電功率預測市場規(guī)模將增加至6.51億元。從中可以看出，光伏出力預測具備廣闊的市場前景。 本成果可實現(xiàn)霧霾、多云等極端天氣下的分鐘級光伏出力預報，滿足對電網調度及運營管理的需求同時兼具精度與成本優(yōu)勢。未來，隨著新能源信息化應用環(huán)節(jié)的增加以及應用對象的轉變，類似光伏功率預測等信息化服務將成為主要需求，光伏出力預測技術的應用規(guī)模將持續(xù)擴大，滲透率也將繼續(xù)加深。 應用案例 本成果已應用于中國長江三峽集團有限公司聯(lián)合華北電力大學和北京四方繼保自動化股份有限公司研發(fā)的面向大規(guī)模并網友好型風光儲場站群智慧運維系統(tǒng)。該系統(tǒng)依托于三峽集團烏蘭察布新一代電網友好綠色電站示范項目（項目總裝機：風電170萬千瓦、光伏發(fā)電30萬千瓦、配套建設55萬千瓦儲能系統(tǒng)），在電站現(xiàn)場部署了兩臺天空成像儀，并配備了集實時3d天空云團、電站精細模型、氣象站數(shù)據(jù)、電站實時發(fā)電功率、超短期功率預測等于一體的數(shù)字孿生3d可視化系統(tǒng)，極大提高了電站智慧運維的便捷性。

光伏組件生產仿真實訓讓學員以車間技術人員的身份參與晶硅光伏組件的生產工作。學員按標準生產流程操作車間生產設備、檢測生產樣品以及了解生產車間的運作與問題返工流程。 一.1.1. 場景設計 場景由組件生產車間、材料準備區(qū)、固化房、分選檢測區(qū)組成。場景素材從多個真實工廠采集而來，高保真還原車間設備與生產流程 場景模型主要包括：流水線傳送帶、全自動玻璃吸附機、EVA自動鋪設機、串焊機、排列機、自動緩存機、EVA/TPT裁剪鋪設機、EL檢測儀、層壓機、全自動修邊機、翻轉檢查機、全自動裝框機、灌膠機、全自動固化房、絕緣檢測儀、組件IV分選檢測儀、電烙鐵。材料模型包括：鋼化玻璃、EVA、TPT、焊帶、156多晶太陽電池片、鋁合金邊框、玻璃膠、接線盒、助焊劑、MC4接頭等... 一.1.2. 互動設計 第一人稱視角控制主角場景漫游，學員可以在三維空間中自由活動和觀察場景中的物體。 主角走到生產線相關崗位內，出現(xiàn)信息提示，點擊彈出全息UI，動態(tài)圖文與人工智能語音相結合提示關鍵知識點 與車間工程師對話了解生產相關知識 學員可操作車間里的檢測設備，發(fā)現(xiàn)問題并進行問題組件返工。

光伏組件質量檢測仿真實訓讓學員在虛擬場景中學習根據(jù)IEC61215標準使用各種檢測設備對組件進行質量檢測，從而了解組件的關鍵技術參數(shù)以及發(fā)現(xiàn)組件典型缺陷。 一.1.1. 場景設計 根據(jù)IEC61215檢測標準要求設計18個檢測場景，包括： 1 組件外觀檢測實驗室 2 最大功率檢測實驗室 3 絕緣檢測實驗室 4 溫度系統(tǒng)檢測實驗室 5 標稱工作溫度檢測實驗室 6 STC和NOCT下的性能檢測實驗室 7 低輻照度下的性能檢測實驗室 8 室外曝曬試驗場 9 熱斑耐久試驗室 10 紫外線試驗室 11 熱循環(huán)實驗室 12 濕凍試驗室 13 濕熱試驗室 14 牽引力實驗室 15 濕漏電實驗室 16 機械載荷實驗室 17 冰雹撞擊實驗室 18 旁路二級管試驗室 場景模型主要包括：實驗室建筑場景、外觀檢測臺、156多晶光伏組件、組件箱、工作臺、電腦、組件支架、IV檢測儀、EL檢測儀、高低溫濕熱交變試驗箱、濕漏電流測試儀及噴淋試驗箱、鹽霧腐蝕儀、紫外老化試驗箱、機械載荷試驗機、旁路二極管熱性能試驗儀、落球沖擊測試裝置、環(huán)境檢測儀、室外環(huán)境監(jiān)測儀、直流電源、萬用表、光度計、數(shù)碼相機等...

晶盛機電以技術創(chuàng)新作為持續(xù)發(fā)展的動力源泉。相繼開發(fā)出具有完全自主知識產權的全自動單晶生長爐、多晶鑄錠爐、區(qū)熔硅單晶爐、藍寶石爐等晶體生長設備，同時開發(fā)并銷售晶體加工、光伏電池和組件等裝備，致力于打造光伏產業(yè)鏈裝備技術和規(guī)模雙領先的裝備龍頭企業(yè)；在半導體產業(yè)實現(xiàn)8-12英寸大硅片制造用晶體生長及加工裝備的國產化，并取得半導體材料裝備的領先地位；成功掌握國際領先的450kg級超大尺寸泡生法藍寶石晶體生長技術，藍寶石材料業(yè)務具備較強的成本競爭力并逐步形成規(guī)模優(yōu)勢；在工業(yè)4.0方向，公司為半導體產業(yè)、光伏產業(yè)和LED產業(yè)提供智能化工廠解決方案，滿足了客戶對“機器換人+智能制造”的生產模式需求。

組件級 MPPT，智能監(jiān)控 PV 信息，高頻電氣隔離， 安全可靠，峰值效率大于 99.5%，優(yōu)化器功率等級 300W。

“智能云光伏”是機器人技術、物聯(lián)網技術、大數(shù)據(jù)技術和云計算技術在太陽能光伏發(fā)電生產中的綜合運用，目標是將光伏電站的PR值提高15%以上，以提高光伏電站生產效率。 一、項目分類 顯著效益成果轉化 二、成果簡介 1、 研發(fā)背景 太陽能是綠色環(huán)保的可再生能源，太陽能光伏發(fā)電產業(yè)蓬勃發(fā)展，中國光伏裝機量已經達到了近70GWp，預計2020年，全球裝機量達到540GWp。傳統(tǒng)的人工光伏電站運維方式已經不能滿足產業(yè)的發(fā)展需要，為了提高電站的生產水平，降低運維成本，必須實施智能化、無人化的光伏電站維護技術。 2、 技術說明 “智能云光伏”是機器人技術、物聯(lián)網技術、大數(shù)據(jù)技術和云計算技術在太陽能光伏發(fā)電生產中的綜合運用，目標是將光伏電站的PR值提高15%以上，以提高光伏電站生產效率。 采用智能電站運維機器人完成對太陽電池組件表面的清潔和缺陷檢查，相比人工方式，可提高清潔水平，極大程度的減少水資源的使用，且降低30%左右的成本； 采用組件級別的電站運行數(shù)據(jù)的采集和分析系統(tǒng)，分析電站的運行性能瓶頸、預警潛在故障，提高電站的可靠性； 借助于智能云光伏技術，可極大的降低分布式光伏電站的運維成本。 3、 合作意向 太陽電池組件廠智能組件 大型光伏電站的運維與性能評估 分布式光伏電站的集中管理和低成本化 國家光伏扶貧工程

成果簡介本系統(tǒng)可以將太陽能電池組件接收到的太陽輻照能量逆變成標準的正弦交流電來驅動三相異步電機帶動水泵實現(xiàn)揚水功能。 本系統(tǒng)具有最大功率點跟蹤功能以及完善的保護功能。 此外， 還可以實現(xiàn)日出而作日落而歇的無人值守功能。成熟程度和所需建設條件樣機基本完善， 初步具備了相關的功能， 后續(xù)需要一定的資金購買設備以便推出產品。技術指標基本符合國家標準。市場分析和應用前景本系統(tǒng)屬于新能源發(fā)電范疇， 從國家的中長期

? 光伏并網逆變系統(tǒng)可將光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出的電能轉換為電網可接收的電能。本項目所開發(fā)的光伏并網逆變系統(tǒng)具有最大功率點跟蹤功能和反孤島能力。網側采用VSI結構逆變器，通過網側電抗器直接并網。這種并網結構確保了并網的靈活性和可靠性。利用升壓變換器對光伏電池進行控制，實現(xiàn)最大功率點追蹤。系統(tǒng)的效率在滿功率20kW時達到了96.5%。

本仿真實訓要求學員根據(jù)常見60KW以下小型分布式光伏電站項目需求書要求，到現(xiàn)場進行測量、采集項目所需數(shù)據(jù)，然后回到辦公室使用設計軟件進行項目設計，并且做出系統(tǒng)分析結果、施工圖以及施工材料清單。 1.1. 場景設計 虛擬場景包括辦公設計場景，樓頂建筑場景； 場景模型主要包括：辦公室建筑模型、辦公家具、辦公設備、長度測量工具、方向測量工具、樓頂建筑模型等 設計軟件模擬包括：陰影陣列分析軟件、CAD制圖軟件、傾角分析軟件、系統(tǒng)分析模擬軟件 1.2. 互動設計 在辦公室里使用電腦了解項目需求書，根據(jù)提供的信息收集項目所在位置的地理與環(huán)境信息 到現(xiàn)場使用長度與方向測量工具測量設計所需數(shù)據(jù) 回辦公室使用各種專業(yè)設計軟件對該項目進行系統(tǒng)設計。

分布式小型光伏電站系統(tǒng)施工建設仿真實訓讓學員以現(xiàn)場施工工程師的身份根據(jù)提供的項目說明書、施工圖紙和材料到現(xiàn)場進行小型電站的模擬施工，提高學員的實踐能力和動手能力。 1.1. 場景設計 虛擬場景主要由廠戶樓頂施工場景組成； 場景模型主要包括：廠戶建筑模型、支架基礎樁、支架前后立柱、橫梁、側梁、接地扁鋼、晶硅光伏組件、邊壓塊、中間壓塊、接線盒、連接線、直流匯流箱、進線、出線、熔斷器盒、斷路器、避雷器、逆變器、PVC保護線管、五金螺絲螺母、安全帽、施工工具等 1.2. 互動設計 在施工場景看懂圖紙，檢查施工物料 根據(jù)提示到指定位置使用工具把支架、光伏組件、匯流箱、逆變器一一安裝起來 進行組件陣列間串聯(lián)和并聯(lián)接線 進行防雷焊接 施工完成后進行投切并網操作 場景植入VR太陽模塊，精準計算該項目所在位置的太陽位置，太陽高度角和方位角，在虛擬場景中全時仿真太陽產生的陰影。