本发明涉及光伏发电技术领域，尤其涉及一种光伏跟踪优化方法、装置、系统和存储介质。
背景技术：
太阳能光伏发电具有光电转化效率较高、发电过程无污染无噪声、使用寿命长等优点。目前世界各国的光伏发电装机容量稳步增长，为了进一步提高光伏电站的发电量，现有的光伏组件普遍配备相应的跟踪系统。一般来说跟踪技术能增加光伏系统的发电量，但是在多云以及阴天的情况下，跟踪系统未必能给光伏系统带来额外的增益并且会产生额外的电量损耗。现有的光伏跟踪系统通过气象参数对辐照进行预测，但是基于气象参数的预测方法并不能很好地预测辐照，其主要的预测侧重点为气象对于辐照的影响，对于辐照的预测并不准确，使得光伏跟踪系统的跟踪效率较低。
技术实现要素：
有鉴于此，本发明的目的是提供一种光伏跟踪优化方法、装置、系统和存储介质，以提高光伏跟踪系统的跟踪效率。
本发明所采用的第一技术方案是：
一种光伏跟踪优化方法，包括以下步骤：
获取预测角度参数和预测气象参数；
将所述预测气象参数和预测角度参数输入到训练好的光伏跟踪优化模型中，获取预测输出结果；
根据所述预测输出结果调整光伏组件；
所述角度参数包括太阳时角、太阳高度角和太阳方位角，所述气象参数包括温度、湿度和风速。
进一步，所述光伏跟踪优化模型为逻辑回归模型。
进一步，所述根据所述预测输出结果调整光伏组件，其具体包括：
当所述预测输出结果为第一结果，调整所述光伏组件使其转动到固定安装位置；
当所述预测输出结果为第二结果，所述光伏组件按照预设程序进行跟踪。
进一步：
当光伏跟踪系统为双轴跟踪，固定安装位置为安装地点的最佳倾角；
当光伏跟踪系统为平单轴跟踪，固定安装位置为水平安装；
当光伏跟踪系统为斜单轴跟踪，固定安装位置为安装地点的最佳倾角。
进一步，所述光伏跟踪优化模型的训练步骤如下：
获取多组训练样本，每组训练样本包括输入参量和输出参量，其中输入参量包括气象参数和角度参数，输出参量包括在所述气象参数和角度参数的条件下固定安装光伏组件的发电效益和跟踪光伏组件的发电效益的比较结果；
根据所述训练样本训练光伏跟踪优化模型，得到训练好的光伏跟踪优化模型；所述固定安装光伏组件的发电效益和跟踪光伏组件的发电效益的比较结果为：当固定安装光伏组件的发电效益大于等于跟踪光伏组件的发电效益，比较结果记为第一结果，当固定安装光伏组件的发电效益小于跟踪光伏组件的发电效益，比较结果记为第二结果。
进一步，所述角度参数、气象参数、预测角度参数和预测气象参数均经过归一化处理。
进一步，所述跟踪光伏组件的发电效益为跟踪光伏组件的总发电量和跟踪光伏组件进行跟踪消耗的电量的差值。
本发明所采用的第二技术方案是：
一种光伏跟踪优化装置，包括：
处理器，用于获取预测角度参数和预测气象参数，将所述预测气象参数和预测角度参数输入到训练好的光伏跟踪优化模型中，获取预测输出结果，根据所述预测输出结果调整光伏组件；
光伏组件，用于将太阳能转换为电能；
支撑轴座，用于根据处理器的输出控制光伏组件的朝向；
所述角度参数包括太阳时角、太阳高度角和太阳方位角，所述气象参数包括温度、湿度和风速。
本发明所采用的第三技术方案是：
一种光伏跟踪优化系统，包括：
获取模块，用于获取预测角度参数和预测气象参数；
处理模块，用于将所述预测气象参数和预测角度参数输入到训练好的光伏跟踪优化模型中，获取预测输出结果；
执行模块，用于根据所述预测输出结果调整光伏组件；
所述角度参数包括太阳时角、太阳高度角和太阳方位角，所述气象参数包括温度、湿度和风速。
本发明所采用的第四技术方案是：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种光伏跟踪优化方法。
与现有技术相比较，本发明通过在预测模型中加入角度参数，使得预测模型可以根据太阳所在角度对于辐照进行预测，提高了太阳辐照预测的准确度，使得光伏跟踪系统的跟踪效率得以提高。
附图说明
图1为本发明实施例一种光伏跟踪优化方法的步骤框图。
具体实施方式
以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。
本发明实施例提供了一种光伏跟踪优化方法，参照图1，包括以下步骤：
s1、获取预测角度参数和预测气象参数；
s2、将所述预测气象参数和预测角度参数输入到训练好的光伏跟踪优化模型中，获取预测输出结果；
s3、根据所述预测输出结果调整光伏组件；
所述角度参数包括太阳时角、太阳高度角和太阳方位角，所述气象参数包括温度、湿度和风速。
具体地，通过网路获取预测角度参数和预测气象参数输入到训练好的光伏跟踪优化模型中，获取输出结果来调整光伏组件。在本实施例中，可以使用未来一个小时的数据进行预测，通过较短的预测时间来减少预测错误带来的影响，提高预测精度。
角度参数，包括太阳时角ωs、太阳高度角sinαs和太阳方位角cosγs，三个角度参数的计算公式如下所示：
ωs＝15×(st-12)
其中，st为真太阳时，
气象参数，包括温度、湿度和风速，通过外部获取光伏组件所在地平均温度、湿度和风速参数，将其作为预测参量，可以预测气象对于光伏组件的影响。
光伏跟踪优化模型是用于预测光伏最优运行策略的模型，依托于气象参数和角度参数，实现光伏最优运行策略的预测。
进一步作为可选的实施方式，所述光伏跟踪优化模型为逻辑回归模型。
具体地，逻辑回归又称逻辑回归分析，是一种广义的线性回归分析模型，常用于数据挖掘，疾病自动诊断，经济预测等领域。在本实施例中，使用逻辑回归预测因变量为二分类的分类变量，即以光伏组件固定安装位置的发电收益和按照预设程序进行跟踪的发电效益的比较结果作为二分类的因变量。
进一步作为可选的实施方式，所述根据所述预测输出结果调整光伏组件，其具体包括：
当所述预测输出结果为第一结果，调整所述光伏组件使其转动到固定安装位置；
当所述预测输出结果为第二结果，所述光伏组件按照预设程序进行跟踪。
具体地，对应于逻辑回归模型的构建过程，在构建过程中将光伏组件固定安装位置的发电收益大于等于按照预设程序进行跟踪的发电收益的数据标定为第一结果，当得到的预测输出结果为第一结果，说明预测光伏组件固定安装位置的发电收益大于等于按照预设程序进行跟踪的发电收益，控制光伏组件转到固定安装位置；在构建过程中将光伏组件固定安装位置的发电收益小于按照预设程序进行跟踪的发电收益的数据标定为第二结果，当得到的预测输出结果为第二结果，说明预测光伏组件固定安装位置的发电收益小于按照预设程序进行跟踪的发电收益，控制光伏组件按照预测程序进行跟踪。在本实施例中，所述第一结果为0，第二结果为1。
进一步作为可选的实施方式：
当光伏跟踪系统为双轴跟踪，固定安装位置为安装地点的最佳倾角；
当光伏跟踪系统为平单轴跟踪，固定安装位置为水平安装；
当光伏跟踪系统为斜单轴跟踪，固定安装位置为安装地点的最佳倾角。
具体地，在光伏阵列的设计时，如果采用固定式的安装方式，会有一个最佳倾角的概念，这里的最佳倾角指的是当光伏阵列按照某一角度倾斜放置时，光伏板倾斜面上的年总辐射量达到最大。
根据光伏跟踪系统的不同，光伏组件固定安装位置也不相同，当光伏跟踪系统为双轴跟踪，作为最佳的固定安装位置应当是根据历史数据得出的最佳倾角；当光伏跟踪系统为平单轴跟踪，其具有一个自由度，作为最佳的固定安装位置应当是水平安装；当光伏跟踪系统为斜单轴跟踪，其具有一个自由度，作为最佳的固定安装位置应当是根据历史数据得出的最佳倾角。
进一步作为可选的实施方式，所述光伏跟踪优化模型的训练步骤如下：
获取多组训练样本，每组训练样本包括输入参量和输出参量，其中输入参量包括气象参数和角度参数，输出参量包括在所述气象参数和角度参数的条件下固定安装光伏组件的发电效益和跟踪光伏组件的发电效益的比较结果；
根据所述训练样本训练光伏跟踪优化模型，得到训练好的光伏跟踪优化模型；所述固定安装光伏组件的发电效益和跟踪光伏组件的发电效益的比较结果为：当固定安装光伏组件的发电效益大于等于跟踪光伏组件的发电效益，比较结果记为第一结果，当固定安装光伏组件的发电效益小于跟踪光伏组件的发电效益，比较结果记为第二结果。
具体地，将所在地点的历史气象参数和历史角度参数作为输入参量，固定安装光伏组件的发电效益和跟踪光伏组件的发电效益的比较结果作为输出参量，对模型进行训练，从而使得训练出来的模型可以根据气象参数和角度参数对固定安装光伏组件的发电效益和跟踪光伏组件的发电效益在指定情况下的优劣进行预测。
进一步作为可选的实施方式，所述角度参数、气象参数、预测角度参数和预测气象参数均经过归一化处理。
具体地，所述归一化的公式如下：
其中，xn为归一化后的结果，x为进行归一化的值，xmin为进行归一化的同类型数据中的最小值，xmax为进行归一化的同类型数据中的最大值。
通过对数据进行归一化处理，可以提高光伏跟踪优化模型的收敛速度和精度。
进一步作为可选的实施方式，所述跟踪光伏组件的发电效益为跟踪光伏组件的总发电量和跟踪光伏组件进行跟踪消耗的电量的差值。
具体地，跟踪光伏组件为光伏跟踪系统中进行跟踪的单个光伏组件，将跟踪光伏组件的发电产生的总电量和进行跟踪消耗的电量的差值作为跟踪光伏组件的发电效益，相比于直接使用发电产生的总电量作为发电效益更为精确。
本发明实施例还提供了一种光伏跟踪优化装置，包括：
处理器，用于获取预测角度参数和预测气象参数，将所述预测气象参数和预测角度参数输入到训练好的光伏跟踪优化模型中，获取预测输出结果，根据所述预测输出结果调整光伏组件；
光伏组件，用于将太阳能转换为电能；
支撑轴座，用于根据处理器的输出控制光伏组件的朝向；
所述角度参数包括太阳时角、太阳高度角和太阳方位角，所述气象参数包括温度、湿度和风速。
具体地，上述方法实施例中的内容均适用于本装置实施例中，本装置实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
本发明还提供了一种光伏跟踪优化系统，包括：
获取模块，用于获取预测角度参数和预测气象参数；
处理模块，用于将所述预测气象参数和预测角度参数输入到训练好的光伏跟踪优化模型中，获取预测输出结果；
执行模块，用于根据所述预测输出结果调整光伏组件；
所述角度参数包括太阳时角、太阳高度角和太阳方位角，所述气象参数包括温度、湿度和风速。
具体地，本发明实施例系统中所包含的层、模块、单元和/或平台所对应执行的数据处理流程，其可按任何合适的顺序来执行，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本发明实施例系统中所包含的层、模块、单元和/或平台所对应执行的数据处理流程可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的一种光伏跟踪优化方法。
具体地，所述存储介质存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行上述方法实施例中任一个技术方案所述的一种交互信息处理方法步骤。对于所述存储介质，其可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。可见，上述方法实施例中的内容均适用于本存储介质实施例中，本存储介质实施例所具体实现的功能与上述方法实施例相同，并且达到的有益效果与上述方法实施例所达到的有益效果也相同。
本发明提供了一种基于气象参数和角度参数的光伏跟踪优化方法，通过大量的历史数据和逻辑回归分类算法模型，实现对固定安装方式和跟踪方式两种不同安装形式组件发电功率高低的预测，实现光伏系统发电量的最大化。与目前光伏阵列安装方式相比，本发明的有益效果是：小时级辐照预测光伏系统跟踪优化方法，通过长期定点收集温度、湿度、风速数据以及计算相应时刻的时角、高度角和方位角，利用逻辑回归分类模型，通过大量的数据对模型进行训练，有效的提升了预测的精度。
以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。
1.一种光伏跟踪优化方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取预测角度参数和预测气象参数；
将所述预测气象参数和预测角度参数输入到训练好的光伏跟踪优化模型中，获取预测输出结果；
根据所述预测输出结果调整光伏组件；
所述角度参数包括太阳时角、太阳高度角和太阳方位角，所述气象参数包括温度、湿度和风速。
2.根据权利要求1所述一种光伏跟踪优化方法，其特征在于，所述光伏跟踪优化模型为逻辑回归模型。
3.根据权利要求1所述一种光伏跟踪优化方法，其特征在于，所述根据所述预测输出结果调整光伏组件，其具体包括：
当所述预测输出结果为第一结果，调整所述光伏组件使其转动到固定安装位置；
当所述预测输出结果为第二结果，所述光伏组件按照预设程序进行跟踪。
4.根据权利要求3所述一种光伏跟踪优化方法，其特征在于：
当光伏跟踪系统为双轴跟踪，固定安装位置为安装地点的最佳倾角；
当光伏跟踪系统为平单轴跟踪，固定安装位置为水平安装；
当光伏跟踪系统为斜单轴跟踪，固定安装位置为安装地点的最佳倾角。
5.根据权利要求1所述一种光伏跟踪优化方法，其特征在于，所述光伏跟踪优化模型的训练步骤如下：
获取多组训练样本，每组训练样本包括输入参量和输出参量，其中输入参量包括气象参数和角度参数，输出参量包括在所述气象参数和角度参数的条件下固定安装光伏组件的发电效益和跟踪光伏组件的发电效益的比较结果；
根据所述训练样本训练光伏跟踪优化模型，得到训练好的光伏跟踪优化模型；所述固定安装光伏组件的发电效益和跟踪光伏组件的发电效益的比较结果为：当固定安装光伏组件的发电效益大于等于跟踪光伏组件的发电效益，比较结果记为第一结果，当固定安装光伏组件的发电效益小于跟踪光伏组件的发电效益，比较结果记为第二结果。
6.根据权利要求5所述一种光伏跟踪优化方法，其特征在于，所述角度参数、气象参数、预测角度参数和预测气象参数均经过归一化处理。
7.根据权利要求5所述一种光伏跟踪优化方法，其特征在于，所述跟踪光伏组件的发电效益为跟踪光伏组件的总发电量和跟踪光伏组件进行跟踪消耗的电量的差值。
8.一种光伏跟踪优化装置，其特征在于，包括：
处理器，用于获取预测角度参数和预测气象参数，将所述预测气象参数和预测角度参数输入到训练好的光伏跟踪优化模型中，获取预测输出结果，根据所述预测输出结果调整光伏组件；
光伏组件，用于将太阳能转换为电能；
支撑轴座，用于根据处理器的输出控制光伏组件的朝向；
所述角度参数包括太阳时角、太阳高度角和太阳方位角，所述气象参数包括温度、湿度和风速。
9.一种光伏跟踪优化系统，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取预测角度参数和预测气象参数；
处理模块，用于将所述预测气象参数和预测角度参数输入到训练好的光伏跟踪优化模型中，获取预测输出结果；
执行模块，用于根据所述预测输出结果调整光伏组件；
所述角度参数包括太阳时角、太阳高度角和太阳方位角，所述气象参数包括温度、湿度和风速。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的一种光伏跟踪优化方法。
技术总结