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在雙碳政策的背景下，近年來光伏裝機(jī)量不斷攀升，但太陽能資源自身波動(dòng)性及隨機(jī)性特點(diǎn)使其發(fā)電過程中的驟升或驟降現(xiàn)象對(duì)電力系統(tǒng)的合理調(diào)控和有效調(diào)度帶來困難，容易造成棄光現(xiàn)象的發(fā)生。準(zhǔn)確預(yù)測光伏發(fā)電功率可以使電力調(diào)度部門及時(shí)調(diào)整調(diào)度計(jì)劃，提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和穩(wěn)定性，促進(jìn)新能源消納。預(yù)測的結(jié)果精度與其時(shí)間尺度具有強(qiáng)相關(guān)性，因而對(duì)于光伏場站而言，分鐘級(jí)的出力預(yù)報(bào)信息具有較高的參考價(jià)值。 光伏發(fā)電功率預(yù)測是基于光伏電力不穩(wěn)定性特征和電力系統(tǒng)實(shí)時(shí)平衡要求矛盾而產(chǎn)生的一種需求。超短期內(nèi)光伏輸出功率爬坡主要由云團(tuán)對(duì)太陽輻射無規(guī)律的遮擋造成，該遮擋過程難以量化，對(duì)超短期內(nèi)光伏輸出爬坡預(yù)測造成了很大的困難。 為量化云團(tuán)對(duì)太陽輻射的遮擋過程，本課題利用天空成像儀獲取云團(tuán)參數(shù)（云高，云速，云團(tuán)形狀），云高方面：基于雙目視覺原理，采用兩臺(tái)全天空成像儀捕捉天空?qǐng)D片，根據(jù)雙目攝像機(jī)視差及其幾何關(guān)系反向推算得出云團(tuán)高度；云速方面，結(jié)合單攝像機(jī)拍攝的連續(xù)天空?qǐng)D像計(jì)算得到云團(tuán)的運(yùn)動(dòng)速度矢量；云團(tuán)形狀方面：利用圖像畸變矯正技術(shù)，結(jié)合云高信息，可獲取云團(tuán)形狀信息。根據(jù)上述云團(tuán)物理信息，默認(rèn)云團(tuán)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)短期內(nèi)保持恒定，對(duì)未來15分鐘內(nèi)云團(tuán)運(yùn)動(dòng)軌跡進(jìn)行刻畫，再通過天文算法計(jì)算得到的太陽方位，推算得出當(dāng)前云團(tuán)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(tuán)厚度情況判斷其對(duì)太陽光的遮擋率大小，以其為依據(jù)對(duì)理論計(jì)算出的太陽輻照數(shù)據(jù)進(jìn)行削減修正，由此完成未來15分鐘內(nèi)的分鐘級(jí)超短期光伏功率變化預(yù)測。 本方法相比于基于衛(wèi)星云圖的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)，觀測設(shè)備僅需兩臺(tái)全天空成像儀，安裝更為靈活且兼具更優(yōu)的性價(jià)比；設(shè)備還具備更高的時(shí)空分辨率，因而可以實(shí)現(xiàn)云團(tuán)的精細(xì)觀測，從而可完成更高精度的預(yù)測任務(wù)，預(yù)測結(jié)果具備更高的準(zhǔn)確性。 創(chuàng)新點(diǎn) 1、開發(fā)出一種基于雙目視覺原理及圖像處理技術(shù)的云團(tuán)多尺度信息獲取方法。 2、開發(fā)出一種基于云團(tuán)透射率和地面陰影軌跡預(yù)測的光伏場站出力分鐘級(jí)預(yù)測方法。 市場前景 隨著全球加快應(yīng)對(duì)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(jìn)，光伏新增裝機(jī)創(chuàng)歷史新高，達(dá)到54.88GW。未來十幾年，中國太陽能裝機(jī)容量的復(fù)合增長率將高達(dá)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(jìn)光伏基地化開發(fā)、分布式化開發(fā)以及綜合水風(fēng)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(diǎn)的大型風(fēng)電光伏基地開發(fā)，還是整縣屋頂分布式光伏試點(diǎn)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(zhǔn)確的光伏發(fā)電功率預(yù)測為電網(wǎng)調(diào)度提供參考與保護(hù)。預(yù)測精度直接影響著電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，更會(huì)影響所有市場參與者的經(jīng)濟(jì)收益。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2019年，我國發(fā)電功率預(yù)測市場的規(guī)模為6.34億元，預(yù)計(jì)2019年至2024年市場年均復(fù)合增速為16.2%，預(yù)計(jì)2024年光伏發(fā)電功率預(yù)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(yù)測具備廣闊的市場前景。 本成果可實(shí)現(xiàn)霧霾、多云等極端天氣下的分鐘級(jí)光伏出力預(yù)報(bào)，滿足對(duì)電網(wǎng)調(diào)度及運(yùn)營管理的需求同時(shí)兼具精度與成本優(yōu)勢。未來，隨著新能源信息化應(yīng)用環(huán)節(jié)的增加以及應(yīng)用對(duì)象的轉(zhuǎn)變，類似光伏功率預(yù)測等信息化服務(wù)將成為主要需求，光伏出力預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用規(guī)模將持續(xù)擴(kuò)大，滲透率也將繼續(xù)加深。 應(yīng)用案例 本成果已應(yīng)用于中國長江三峽集團(tuán)有限公司聯(lián)合華北電力大學(xué)和北京四方繼保自動(dòng)化股份有限公司研發(fā)的面向大規(guī)模并網(wǎng)友好型風(fēng)光儲(chǔ)場站群智慧運(yùn)維系統(tǒng)。該系統(tǒng)依托于三峽集團(tuán)烏蘭察布新一代電網(wǎng)友好綠色電站示范項(xiàng)目（項(xiàng)目總裝機(jī)：風(fēng)電170萬千瓦、光伏發(fā)電30萬千瓦、配套建設(shè)55萬千瓦儲(chǔ)能系統(tǒng)），在電站現(xiàn)場部署了兩臺(tái)天空成像儀，并配備了集實(shí)時(shí)3d天空云團(tuán)、電站精細(xì)模型、氣象站數(shù)據(jù)、電站實(shí)時(shí)發(fā)電功率、超短期功率預(yù)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(yùn)維的便捷性。

車燈配光綜合檢測系統(tǒng)引入自動(dòng)檢測技術(shù)（AVI）實(shí)現(xiàn)了車燈光軸交點(diǎn)的自動(dòng)檢測及車燈零部件的自動(dòng)檢測，是一套用于生產(chǎn)線上車燈檢測的柔性檢測設(shè)備。 檢測系統(tǒng)由工控機(jī)、顯示器、攝像系統(tǒng)、圖像采集卡、A/D卡、I/O卡等組成，采用先進(jìn)虛擬儀器技術(shù)及數(shù)字圖像處理技術(shù)，使系統(tǒng)能夠通過屏幕設(shè)置或軟件高速等完成各種品號(hào)車燈質(zhì)量的自動(dòng)檢測。

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1、測量給定樣品介質(zhì)的磁致旋光角和費(fèi)爾德常數(shù)，驗(yàn)證光振動(dòng)面的偏轉(zhuǎn)與樣品介質(zhì)的長度及磁感應(yīng)強(qiáng)度成正比的規(guī)律； 2、測定磁致旋光與自然旋光的區(qū)別，即磁致旋光的方向與磁場的方向有關(guān)，而與光的傳播方向無關(guān)； 3、正常狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)光信號(hào)的調(diào)制輸出。

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水浸超聲C掃描檢測設(shè)備主要由超聲激發(fā)/接收單元、三維機(jī)械掃描部件、工業(yè)控制計(jì)算機(jī)和C掃描軟件等組成。該設(shè)備可以用于復(fù)合材料、金屬材料內(nèi)部缺陷的檢測，在原理樣機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行再開發(fā)可以實(shí)現(xiàn)大型復(fù)合材料部件檢測。 在此設(shè)備的基礎(chǔ)上，開發(fā)具有高效率、高精度技術(shù)特點(diǎn)的無損檢測設(shè)備，可以解決我國航空航天新材料、新工藝的檢測問題，顯著提高基礎(chǔ)部件（如大型小曲率平板等）檢測效率和精度，大幅提升我國高端裝備制造質(zhì)量控制能力。 主要性能指標(biāo)：1. 檢測方式：脈沖反射法；2. 測量精度：<1mm；3. 可檢材料類型：復(fù)合材料、金屬；4. 缺陷類型：脫粘、腐蝕、裂紋、孔洞、分層、夾雜；5. 缺陷位置：表面、內(nèi)部。水浸超聲C掃描檢測設(shè)備是北航無損檢測技術(shù)研究中心自主研制的無損檢測設(shè)備，具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。

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