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申请/专利权人：中国海洋大学

摘要：本发明属于光伏发电技术领域，涉及一种海上浮动光伏发电系统年发电量计算方法及优化设计方法，年发电计算方法考虑浮体平台运动特性对光伏组件布局的影响，通过浮体平台动态特性的欧拉角，精确计算光伏组件在转动前后倾角和方位角的具体变化，从而计算浮体平台转动造成的辐照度衰减因子，根据倾斜面总辐射量、辐照度衰减因子及光伏组件前排对后排的遮挡影响大小，结合光伏组件效率和光伏发电系统整体效率，计算海上浮动光伏发电系统年发电量。以最大化年发电量和最小化光伏组件总面积为优化目标对海上浮动光伏发电系统进行优化设计。本发明能够提高年发电量的计算准确性，有效提升年发电量，还能在保持系统高效运行的前提下减少光伏组件使用量。

主权项：1.一种海上浮动光伏发电系统年发电量计算方法，其特征在于，包括：数据获取步骤：获取光伏发电系统所在地的纬度、水平面总辐射量和法向入射辐射量；模型构建步骤：以辐射转换因子、地面反照率、水平面直接辐射量、水平面散射辐射量和水平面总辐射量构建倾斜面总辐射量计算模型；太阳位置确定步骤：在赤道坐标中由计算的太阳时角和太阳赤纬角确定太阳位置，在地平坐标系中由计算的太阳高度角和太阳方位角确定太阳位置；水平面辐射量计算步骤：根据太阳位置信息将法向入射辐射量转换为水平面直接辐射量，水平面总辐射量减去水平面直接辐射量得到水平面散射辐射量；光伏组件倾角和方位角计算步骤：根据描述浮体平台动态特性的欧拉角得到浮体平台浮体坐标系相对于大地坐标系的旋转矩阵R1，根据光伏组件相对于浮体平台的倾角和方位角得到光伏组件浮体坐标系相对于大地坐标系的旋转矩阵R2，根据旋转矩阵R1得到浮体平台初始法向量每次旋转后的浮体平台法向量坐标，将浮体平台法向量坐标变换的方位角和天顶角范围划分计数网格，以计数网格的每个网格中心作为浮体平台法向量坐标，根据旋转矩阵R2和浮体平台法向量坐标得到光伏组件平面法向量坐标，根据光伏组件平面法向量坐标计算光伏组件相对于大地的倾角和方位角；辐射转换因子计算步骤：以光伏组件相对于大地的倾角和方位角为倾斜面倾角和倾斜面方位角，根据太阳位置、倾斜面倾角、倾斜面方位角和法向入射辐射量得到辐射转换因子；倾斜面总辐射量计算步骤：通过倾斜面总辐射量计算模型计算浮体平台转动前后的倾斜面总辐射量；辐照度衰减因子计算步骤：根据浮体平台转动前后倾斜面总辐射量变化和计数网格统计数量计算浮体平台转动造成的辐照度衰减因子；遮挡影响大小计算步骤：计算前排光伏组件对后排光伏组件的遮挡影响大小；年发电量计算步骤：根据浮体平台转动前倾斜面总辐射量、辐照度衰减因子、遮挡影响大小结合光伏组件效率和海上浮动光伏发电系统整体效率得到海上浮动光伏发电系统年发电量表示为： 式中，海上浮动光伏发电系统年发电量，为光伏组件总面积，为浮体平台转动前倾斜面总辐射量，为辐照度衰减因子，为前排光伏组件对后排光伏组件的遮挡影响大小，为光伏组件效率，为海上浮动光伏发电系统整体效率。

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