本发明涉及光伏跟踪技术领域，更具体地说，涉及一种验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法。此外，本发明还提供了一种验证光伏跟踪系统跟踪准确度的装置。
背景技术：
近年来，随着化石能源的大量消耗，人类越来越重视新能源的发展与技术研发，其中光伏发电在近来取得了大力的发展，随着技术的不断创新，光伏发电度电成本在不断下降，截至光伏发电已将度电成本接近于火力发电。
为了使光伏发电成本能够进一步降低。近年来，人们开始尝试光伏跟踪系统，为了提高相同光伏装机容量的发电量相继研发了光伏平单轴跟踪系统、光伏平斜单跟踪系统、光伏斜单轴跟踪系统、方位角单轴跟踪系统、光伏双轴跟踪系统，然而市场上光伏跟踪系统五花八门，有被动式跟踪系统与主动跟踪系统，各厂家对于自己研发的光伏跟踪系统能够提高多少发电量，也存在不同的看法与结论，然而光伏跟踪系统在同一地点，如果跟踪是准确的那么得出的发电量提高值是一个确定值，不存在有发电量提高值的不一致，因此为了辨别光伏跟踪系统的优劣，优化光伏跟踪准确度，急需一种能够验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法。
因此，如何验证光伏跟踪系统跟踪准确度，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，准确判断光伏跟踪系统的跟踪的准确度，辨别光伏跟踪系统的优劣，优化光伏跟踪准确度。本发明的另一目的是提供一种验证光伏跟踪系统跟踪准确度的装置。
为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，包括：
获取已建成光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻；
根据所述验证位置与所述验证时刻得到所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β；
利用对所述光伏跟踪系统的三维建模模型、所述理论倾角α和/或所述理论方位角β，获取所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的模拟阴影的理论长度与理论宽度；
获取所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的实际阴影的实际长度与实际宽度；
获取所述理论长度与所述实际长度的长度差值、所述理论宽度与所述实际宽度的宽度差值；
判断所述长度差值与所述宽度差值是否小于预设值：
若是，则准确，
若否，则不准确。
优选的，所述获取已建成光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻包括：获取已建成光伏跟踪系统的项目地的经度、纬度和北京时间t。
优选的，所述根据所述验证位置与所述验证时刻得到所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β包括：
计算所述项目地对应所述北京时间t的真太阳时ts：
ts＝t+4min×(e-120)+δ，
其中：e为所述项目地的经度的数值、δ为所述北京时间t对应的真太阳时与平太阳时的差值；
计算所述真太阳时ts对应的太阳时角w与太阳赤纬角θ，
w＝(ts-12)×15°；
计算太阳高度角h和/或太阳方位角a：
其中：
计算所述光伏跟踪系统的理论倾角α和/或理论方位角β：
α＝90°-h，β＝180°+a。
优选的，所述计算所述真太阳时ts对应的太阳时角w与太阳赤纬角θ包括：
θ＝23.45°×sin[360×(284+n)/365]，
其中：n为自1月1日至所述北京时间t的日数。
优选的，所述利用对所述光伏跟踪系统的三维建模模型和所述理论倾角α和/或所述理论方位角β，获取所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的模拟阴影的理论长度与理论宽度包括：通过模拟软件获取所述模拟阴影的理论长度与理论宽度。
优选的，所述预设值为5cm。
一种用于验证光伏跟踪系统跟踪准确度的装置，包括：
输入单元，所述输入单元用于输入已建成光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻，以及用于输入所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的实际阴影的实际长度与实际宽度；
运算单元，所述运算单元用于根据所述输入单元获取的所述验证位置与所述验证时刻，导出所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β；
建模单元，所述建模单元用于根据所述光伏跟踪系统的三维建模模型、所述理论倾角α和/或所述理论方位角β，获取所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的模拟阴影的理论长度与理论宽度；
比较单元，所述比较单元用于比较所述理论长度与所述实际长度的差值是否超过预设值、以及用于比较所述理论宽度与所述实际宽度的差值是否超过预设值；
输出单元，所述输出单元用于输出所述比较模块的比较结果。
本发明公开了一种验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，其特征在于，包括：获取已建成光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻；根据验证位置与验证时刻得到光伏跟踪系统在验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β；利用对光伏跟踪系统的三维建模模型、理论倾角α和/或理论方位角β，获取光伏跟踪系统在验证时刻的模拟阴影的理论长度与理论宽度；获取光伏跟踪系统在验证时刻的实际阴影的实际长度与实际宽度；获取理论长度与实际长度的长度差值、理论宽度与实际宽度的宽度差值；判断长度差值与宽度差值是否小于预设值：若是，则准确，若否，则不准确。以准确判断光伏跟踪系统的跟踪的准确度，辨别光伏跟踪系统的优劣，优化光伏跟踪准确度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法具体实施例的流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的核心是提供一种验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，准确判断光伏跟踪系统的跟踪的准确度，辨别光伏跟踪系统的优劣，优化光伏跟踪准确度。本发明的另一核心是提供一种验证光伏跟踪系统跟踪准确度的装置。
请参考图1，图1为本发明所提供验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法具体实施例的流程图。
本发明所提供的验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，包括：
获取已建成光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻；
根据验证位置与验证时刻得到光伏跟踪系统在验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β；
利用对光伏跟踪系统的三维建模模型、理论倾角α和/或理论方位角β，获取光伏跟踪系统在验证时刻的模拟阴影的理论长度与理论宽度；
获取光伏跟踪系统在验证时刻的实际阴影的实际长度与实际宽度；
获取理论长度与实际长度的长度差值、理论宽度与实际宽度的宽度差值；
判断长度差值与宽度差值是否小于预设值：
若是，则准确，
若否，则不准确。
需要说明的是，本方法适用于轴向为东西方向的光伏平单轴跟踪系统，方位角单轴跟踪系统与光伏双轴跟踪系统，不适用于轴向为南北方向的平单轴及斜单轴跟踪系统。
其中，获取已建成光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻是指，需要确定待验证的光伏跟踪系统的位置，以及需要确定具体的验证时间，由于不同地点在同一时刻对应的太阳方位角与太阳高度角不同，同一地点在不同时刻对应的太阳方位角与太阳高度角也不同，因此，需要同时确定光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻。
根据验证位置与验证时刻得到光伏跟踪系统在验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β是指，根据不同的光伏跟踪系统来确定，因为不同的光伏跟踪系统的跟踪模式不同，因此，可根据需要算出光伏跟踪系统对应验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β。
例如，在验证光伏双轴跟踪系统的准确度时，就需要同时计算出光伏跟踪系统对应验证时刻的理论倾角α和理论方位角β，而在验证方位角单轴跟踪系统时，则只需要算出方位角单轴跟踪系统对应验证时刻的理论方位角β即可。以便在后续根据利用对光伏跟踪系统的三维建模模型、理论倾角α和/或理论方位角β，获取光伏跟踪系统在验证时刻的模拟阴影的理论长度与理论宽度。
然后根据理论长度与实际长度的差值以及理论宽度与实际宽度的差值来判断该光伏跟踪系统跟踪的是否准确，即判断长度差值与宽度差值是否小于预设值：若是，则准确，若否，则不准确。
需要说明的是，所获得到的光伏跟踪系统的理论倾角α应当在该光伏跟踪系统的倾角范围内，若光伏跟踪系统设计倾角达不到理论倾角α，则应当判断该光伏跟踪系统的实际倾角是否为临近理论倾角α的极限值；相应的，光伏跟踪系统的方位角可以正北为0°，顺时针为正，逆时针为负，光伏跟踪系统的理论方位角β应当在该光伏跟踪系统的方位角范围内，如光伏跟踪系统设计方位角达不到理论方位角β，则应当判断该光伏跟踪系统的实际方位角是否为临近理论方位角β的极限值。
在上述实施例的基础之上，考虑到验证位置与验证时刻的具体确定方式，优选的，获取已建成光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻包括：获取已建成光伏跟踪系统的项目地的经度、纬度和北京时间t。以便根据项目地的经度、纬度和北京时间t计算该光伏跟踪系统在北京时间t的理论倾角α和/或理论方位角β。
在上述实施例的基础之上，考虑到得到理论倾角α和/或理论方位角β具体方式，优选的，根据验证位置与验证时刻得到光伏跟踪系统在验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β包括：
计算项目地对应北京时间t的真太阳时ts：
ts＝t+4min×(e-120)+δ，
其中：e为项目地的经度的数值、δ为北京时间t对应的真太阳时与平太阳时的差值；
计算真太阳时ts对应的太阳时角w与太阳赤纬角θ，
w＝(ts-12)×15°；
计算太阳高度角h和/或太阳方位角a：
其中：
计算光伏跟踪系统的理论倾角α和/或理论方位角β：
α＝90°-h，β＝180°+a。
其中，真太阳时与平太阳时的差值可通过查真太阳时与平太阳时的差值表得到。
在上述实施例的基础之上，考虑到太阳赤纬角θ的计算方式有多种，优选的，计算真太阳时ts对应的太阳时角w与太阳赤纬角θ包括：
θ＝23.45°×sin[360×(284+n)/365]，其中：n为自1月1日至北京时间t的日数。
本实施例中，为便于对太阳赤纬角θ计算，采用近似算法，当然，还可以采用其他的方式对太阳赤纬角θ进行计算，例如：
公式一：
θ＝0.006918-0.399912*cos(b)+0.0070257*sin(b)-0.006758*cos(2*b)+0.000907*sin(2*b)-0.002697*cos(3*b)+0.00148*sin(3*b)
公式二：sinθ＝0.39795cos[0.98563(n-173)]
其中，θ的单位为度；b＝2*π*(n-1)/365，单位为弧度；π为圆周率；n为日数，自每年1月1日开始计算。
在上述实施例的基础之上，利用对光伏跟踪系统的三维建模模型和理论倾角α和/或理论方位角β，获取光伏跟踪系统在验证时刻的模拟阴影的理论长度与理论宽度包括：通过模拟软件获取模拟阴影的理论长度与理论宽度。
其中，模拟软件可为googlesketchup软件，利用googlesketchup软件自带的时间日照阴影功能，形成验证时刻的光伏跟踪系统的三维建模模型阴影，进行测量，以模拟阴影的理论长度与理论宽度。
在上述实施例的基础之上，考虑到最终得到长度差值与宽度差值需要与预设值进行对比，以判断光伏跟踪系统的跟踪是否准确，优选的，预设值为5cm。即实际项目地光伏跟踪系统的实际阴影与模拟阴影的长宽误差在5厘米以内即认为跟踪准确。
另外，因为测量时间不可能精确到秒，光伏跟踪系统也不是每一秒都在跟踪，可通过多时刻测量验证，以判别光伏平单轴跟踪系统(轴向为东西方向)，方位角单轴跟踪系统与光伏双轴跟踪系统跟踪准确度。
为方便对本发明所提供的验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法进行说明，以哈尔滨某地点光伏双轴跟踪系统需要验证跟踪系统跟踪准确性为例进行说明：该项目地经度为126.541745、纬度为45.80899，验证该项目在北京时间1月1日上午10点的光伏跟踪系统跟踪准确度。
第一步：计算项目地平太阳时＝10时+4×(126.54174545°-120°)分≈10时+26.167分≈10时26分10秒；
第二步：查询真太阳时与平太阳时差值表，查到1月1日平太阳时与真太阳时时差为-3分9秒，那么可得哈尔滨光伏跟踪系统项目地在1月1日10点对应的真太阳时为10时23分1秒；
第三步：计算哈尔滨项目地时角w，10时23分1秒≈10.4334，
w＝(10.4334-12)×15°≈-24°；
第四步：计算哈尔滨项目地赤纬角θ：
θ＝23.45°×sin[360×(284+1)/365]≈-23°。
第五步：计算哈尔滨项目地太阳高度角h：
第六步：计算哈尔滨项目地太阳方位角β：
a＝arcsin(cosδsinw/cosh)＝-23°；
第七步：计算哈尔滨项目地光伏双轴跟踪系统组件阵列的理论倾角α，
α＝90°-h＝72°；
第八步：计算哈尔滨项目地光伏双轴跟踪系统组件阵列的理论方位角β，
β＝180°+a＝157°；
第九步：根据算出的组件正面的理论方位角157°和组件的理论倾角72°，导入googlesketchup软件并对光伏组件方阵进行三维建模，利用软件自带的时间阴影功能，形成验证时刻的光伏方阵阴影，进行测量。
由三维建模可得哈尔滨双轴跟踪系统(采用280w组件36块，组件尺寸1650mm×990mm×40mm，立柱中心高度5米)项目地经度126.541745，纬度45.80899，在北京时间1月1日上午10时光伏跟组系统的跟踪准确的情况下，阴影长宽应为21898mm×9070mm，如实际跟踪系统阴影长宽吻合则跟踪系统在该时刻跟踪准确，如阴影尺寸超过5cm误差，则跟踪不准确需要优化调整。
除了上述验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，本发明还提供一种用于验证光伏跟踪系统跟踪准确度的装置，包括：
输入单元，输入单元用于输入已建成光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻，以及用于输入光伏跟踪系统在验证时刻的实际阴影的实际长度与实际宽度；
运算单元，运算单元用于根据输入单元获取的验证位置与验证时刻，导出光伏跟踪系统在验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β；
建模单元，建模单元用于根据光伏跟踪系统的三维建模模型、理论倾角α和/或理论方位角β，获取光伏跟踪系统在验证时刻的模拟阴影的理论长度与理论宽度；
比较单元，比较单元用于比较理论长度与实际长度的差值是否超过预设值、以及用于比较理论宽度与实际宽度的差值是否超过预设值；
输出单元，输出单元用于输出比较模块的比较结果。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
以上对本发明所提供验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法及装置进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。
技术特征：
1.一种验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，其特征在于，包括：
获取已建成光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻；
根据所述验证位置与所述验证时刻得到所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β；
利用对所述光伏跟踪系统的三维建模模型、所述理论倾角α和/或所述理论方位角β，获取所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的模拟阴影的理论长度与理论宽度；
获取所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的实际阴影的实际长度与实际宽度；
获取所述理论长度与所述实际长度的长度差值、所述理论宽度与所述实际宽度的宽度差值；
判断所述长度差值与所述宽度差值是否小于预设值：
若是，则准确，
若否，则不准确。
2.根据权利要求1所述的验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，其特征在于，所述获取已建成光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻包括：获取已建成光伏跟踪系统的项目地的经度、纬度和北京时间t。
3.根据权利要求2所述的验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，其特征在于，所述根据所述验证位置与所述验证时刻得到所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β包括：
计算所述项目地对应所述北京时间t的真太阳时ts：
ts＝t+4min×(e-120)+δ，
其中：e为所述项目地的经度的数值、δ为所述北京时间t对应的真太阳时与平太阳时的差值；
计算所述真太阳时ts对应的太阳时角w与太阳赤纬角θ，
w＝(ts-12)×15°；
计算太阳高度角h和/或太阳方位角a：
其中：
计算所述光伏跟踪系统的理论倾角α和/或理论方位角β：
α＝90°-h，β＝180°+a。
4.根据权利要求3所述的验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，其特征在于，所述计算所述真太阳时ts对应的太阳时角w与太阳赤纬角θ包括：
θ＝23.45°×sin[360×(284+n)/365]，
其中：n为自1月1日至所述北京时间t的日数。
5.根据权利要求1所述的验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，其特征在于，所述利用对所述光伏跟踪系统的三维建模模型、所述理论倾角α和/或所述理论方位角β，获取所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的模拟阴影的理论长度与理论宽度包括：通过模拟软件获取所述模拟阴影的理论长度与理论宽度。
6.根据权利要求1至5任一项所述的验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，其特征在于，所述预设值为5cm。
7.一种用于验证光伏跟踪系统跟踪准确度的装置，其特征在于，包括：
输入单元，所述输入单元用于输入已建成光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻，以及用于输入所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的实际阴影的实际长度与实际宽度；
运算单元，所述运算单元用于根据所述输入单元获取的所述验证位置与所述验证时刻，导出所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β；
建模单元，所述建模单元用于根据所述光伏跟踪系统的三维建模模型、所述理论倾角α和/或所述理论方位角β，获取所述光伏跟踪系统在所述验证时刻的模拟阴影的理论长度与理论宽度；
比较单元，所述比较单元用于比较所述理论长度与所述实际长度的差值是否超过预设值、以及用于比较所述理论宽度与所述实际宽度的差值是否超过预设值；
输出单元，所述输出单元用于输出所述比较模块的比较结果。
技术总结
本发明公开了一种验证光伏跟踪系统跟踪准确度的方法，包括：获取已建成光伏跟踪系统的项目地的验证位置与验证时刻；根据验证位置与验证时刻得到光伏跟踪系统在验证时刻的理论倾角α和/或理论方位角β；利用对光伏跟踪系统的三维建模模型、理论倾角α和/或理论方位角β，获取光伏跟踪系统在验证时刻的模拟阴影的理论长度与理论宽度；获取光伏跟踪系统在验证时刻的实际阴影的实际长度与实际宽度；获取理论长度与实际长度的长度差值、理论宽度与实际宽度的宽度差值；判断长度差值与宽度差值是否小于预设值：若是，则准确，若否，则不准确。以准确判断跟踪的准确度。本发明的还公开了一种验证光伏跟踪系统跟踪准确度的装置。
技术研发人员：李俊超;张良利;杨松;吉芸娴;沈道军
受保护的技术使用者：浙江正泰新能源开发有限公司
技术研发日：.10.08
技术公布日：.01.07
