中信博王士涛人工智能光伏跟踪系统的实证数据研究-solarbe文库

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Copyright2021 中信博版权所有0 人工智能光伏跟踪系统的实证数据研究中国 · 日本 · 印度 · 美国 · 西班牙 · 澳大利亚 · 阿联酋 · 墨西哥 · 智利 · 巴西 · 越南 · 阿根廷股票简称中信博股票代码 688408 王士涛 I 首席技术官江苏中信博新能源科技股份有限公司 Copyright2021 中信博版权所有1 1. 组件尺寸演变 From L x W 2 x 1 2 m2 To [1.11.3] x [2.22.4] 2.43.12 m2 1.21.56 x larger modules 电池尺寸效率价格开路电压组件串联数量 Copyright2021 中信博版权所有2 1P 天际 2 2P 天智 2 1. 主流跟踪器 – 2P/1P 世界领先技术 - 多点平行驱动  结构更优化  立柱更少  汇流设计更优  抗风能力更强 Copyright2021 中信博版权所有3 L W - 更长 - 更高 2. 大尺寸组件的影响组件适当增加尺寸，有利于提高功率、降低 BOS成本。尺寸过大安装成本运输成本载荷风险安装不便利系统兼容性差（跟踪器、逆变器、线缆） Copyright2021 中信博版权所有4  组件自身强度更弱了，抗风、抗载能力下降。  组件尺寸变大导致跟踪器体型系数增大。 2. 大尺寸组件的影响  组件尺寸变大导致迎风面积更大，风致振动效应更显著。 Copyright2021 中信博版权所有5 目前项目常见的最多 28块串联，选取晶澳的 2款组件的组串配置最低环境温度串联数量跟踪器 SkyLine SkySmart 组串数量组件总数量单套跟踪器容量 -20℃ ≤27 ≤3 81 36.5kW -10℃ ≤27 ≤3 81 36.5kW 0℃ ≤28 ≤3 84 37.8kW 10℃ ≤29 ≤3 87 39.2kW 20℃ ≤30 ≤3 90 40.5kW 常规 PERC组件功率 450W 电池片 144片开路电压 49.6V 开压系数 -0.272/℃ 最低环境温度串联数量跟踪器 SkySmart2 组串数量组件总数量单套跟踪器容量 -20℃ ≤27 ≤4 108 59.4kW -10℃ ≤27 ≤4 108 59.4kW 0℃ ≤28 ≤4 112 61.6kW 10℃ ≤29 ≤4 116 63.8kW 20℃ ≤30 ≤4 120 66kW 高功率组件功率 550W 电池片 144片开路电压 49.9V 开压系数 -0.275/℃ SkySmart2通常串联数量不变，增加 1路组串，跟踪器上组件安装量提升 30；高功率组件 SkySmart2，跟踪器容量提升 63。 2. 大尺寸组件的影响 Copyright2021 中信博版权所有6 常规 PERC组件高功率组件功率 450W 550W 电池片 144片 144片开路电压 49.6V 49.9V 开压系数 -0.272/℃ -0.275/℃ 组串 84或 1120℃ 84或 1120℃ 按实际情况的组串数量，高功率组件跟踪器的成本变化 2. 大尺寸组件的影响 -8 -24 -1 -25 -20 -15 -10 -5 0 2P-112550vs 2P-112450W 2P-112550vs 2P-84450W 2P-112550vs 1P-84450W 高功率组件跟踪器的成本下降 Copyright2021 中信博版权所有7 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案单面组件晴天天气平地地势传统跟踪算法仅适用以上环境环境适应性差双面组件复杂天气起伏地势人工智能算法适用各种环境 ※ 传统跟踪算法受限于 ※ 人工智能算法不受限 Copyright2021 中信博版权所有8 人工智能（ AI）技术四大策略  真实地形下的跟踪控制策略  基于实时气象数据的云层策略  针对双面组件跟踪器的双面策略  与逆变器共享参数的控制策略增加发电量 0-7 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案地形策略云策略双面策略中信博 AI控制算法组串电压 /电流 ········ 优化跟踪角度计算角度反馈修正角度 Copyright2021 中信博版权所有9 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案真实地形下的跟踪控制策略  分析地形起伏及跟踪器排布  优化逆跟踪算法  规避阵列间阴影，最大化利用辐照资源增加发电量 0-5 规阴避影优角化度 AI算法传统算法 Copyright2021 中信博版权所有10 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案基于实时气象数据的云层策略  建立气象数据库  结合实时气象数据  实时获取云层图像，预测云层的投影区域  识别投影区域，区分位于不同区域的跟踪方式增加发电量 0.5-2 Copyright2021 中信博版权所有11 针对双面组件跟踪器的双面策略  设立测试组，通过快速旋转来实时捕捉最佳跟踪角度  结合先进的搜索算法、机器学习算法以及深度神经网络  对辐照集中搜索和分布反馈  获取和判断双面组件的最佳跟踪角度 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案 Copyright2021 中信博版权所有12 与逆变器共享参数的控制策略  以光伏方阵实时 IV特征作为反馈信号实现人工智能跟踪器控制策略  全站光伏组件 /组串发电能力及辐照仪数据分析及挖掘 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案组串 IV 组串 1 组串 2 ······ 辐照水平辐照正面辐照 ······ 站内其他参数 ······ ······ ······ 实时反馈跟踪器角度修正 Copyright2021 中信博版权所有13 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案中信博光伏跟踪解决方案的迭代方向 – AI算法迭代演进运行数据环境数据组串 IV 数据库大数据分析深度学习神经网络 AI算法算法迭代 Copyright2021 中信博版权所有14 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案中信博光伏跟踪解决方案的迭代方向 - SCADA  全局监控  数据采集  智能告警  命令下发  设备控制  日志记录 Copyright2021 中信博版权所有15 DNV GL对人工智能技术复核 DNV GL模拟结果和中信博估算一致 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案4. 人工智能（ AI）技术的模拟分析 Copyright2021 中信博版权所有16 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案4. 人工智能（ AI）技术的模拟分析 𝐒𝐨𝐥𝐩𝐞 𝑮𝒙 𝒁𝒊 − 𝒁j𝑿 𝐢 − 𝑿𝒋 -50 -40 -30 -20 -10 0 10 20 30 40 50 东坡西坡坡度统计坡度计算 AI地形增益建模分析地形网格图坡度计算坡度增益模拟地形增益统计中东项目坡度展示 Copyright2021 中信博版权所有17 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案4. 人工智能（ AI）技术的模拟分析 0 3 6 9 12 15 0 10 20 30 40 50 地形 AI 增益比例坡度统计 -20° -10° 0° 10° 20° 东坡平地西坡坡度占比统计不同坡度的地形 AI增益中信博人工智能（ AI）增益报告 0 20 40 60 80 100 120 散射量 /总辐射量 Copyright2021 中信博版权所有18  AI vs Non-AI（双面组件）  AI vs Non-AI（单面组件） 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案5. 人工智能（ AI）技术的实证研究威海年水平辐照约 1450kWh/m²，太阳能资源 II地区威海实证基地，模拟地形起伏，设计功能对比组 Copyright2021 中信博版权所有19 AI双面发电量日均 6.48 AI单面超发 Non-AI单面日均 2.85 AI双面超发 Non-AI双面日均 3.84 -20 -10 0 10 20 0 10 20 30 40 6月 5日 6月 4日 6月 13 日 7月 22 日 7月 24 日 6月 2日 6月 18 日 7月 2日 8月 25 日 6月 30 日 6月 8日 9月 3日 8月 14 日 9月 22 日 7月 1日 8月 3日 8月 1日 9月 15 日 8月 15 日 7月 9日 10 月 13 日 10 月 18 日 6月 7日 10 月 17 日 6月 29 日 7月 8日 9月 21 日 7月 29 日 6月 28 日 9月 18 日 8月 13 日 10 月 28 日 10 月 25 日 10 月 14 日 8月 9日 10 月 31 日 8月 16 日 8月 30 日 10 月 30 日 8月 29 日 7月 15 日 8月 10 日 7月 30 日 9月 4日 6月 1日 6月 10 日 8月 20 日 6月 17 日 10 月 8日 7月 3日 9月 20 日 9月 27 日超发比例日发电量（ kW h/kW p）威海实证基地 - AI发电增益 AI双面发电量 AI单面超发 Non-AI AI双面超发 Non-AI 晴天多云天阴雨天 6月 10月， AI双面超发 Non-AI双面 3.84， AI单面超发 Non-AI单面 2.85。 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案5. 人工智能（ AI）技术的实证研究 Copyright2021 中信博版权所有20 6月 10月， AI双面 /单面日发电量＞ 10kWh/kWp数据统计 AI双面超发 Non-AI双面 4.92， AI单面超发 Non-AI单面 4.67。 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案5. 人工智能（ AI）技术的实证研究 2 3 3 4 4 5 5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 AI双面超 Non-AI双面日均 3.84 4.92 AI单面超 Non-AI单面日均 2.85 4.67 AI 增益比例统计 AI双面或单面发电量等级划分（ kWh/kWp） AI双面增益 AI单面增益晴天 AI增益更高 Copyright2021 中信博版权所有21 典型晴天， AI对于阴影阶段的角度优化向阳坡优化角度，发电量略有提升背阳坡规避阴影，发电量明显提升 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案5. 人工智能（ AI）技术的实证研究 0 10 20 30 40 50 60 515 545 615 645 715 74 5 815 845 915 945 101 5 10 45 11 15 11 45 12 15 12 45 13 15 13 45 14 15 14 45 15 15 15 45 16 15 16 45 17 15 17 45 AI对发电效率的提升比例东坡，双面组件东坡，单面组件西坡，双面组件西坡，单面组件 AI对发电效率的影响上午，西坡（背阳坡，规避阴影）比东坡（向阳坡，优化角度）， AI功能对发电效率提升更多。下午，东坡（背阳坡，规避阴影）比西坡（向阳坡，优化角度）， AI功能对发电效率提升更多。规阴避影优角化度 AI算法传统算法 Copyright2021 中信博版权所有22 典型晴天， AI对于阴影阶段的角度优化向阳坡优化角度，发电量略有提升背阳坡规避阴影，发电量明显提升 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案5. 人工智能（ AI）技术的实证研究规阴避影优角化度 AI算法传统算法 0 200 400 600 800 1000 1200 0 200 400 600 800 1000 1200 515 600 64 5 730 815 900 945 103 0 11 15 12 00 12 45 13 30 14 15 15 00 15 45 16 30 17 15 18 00 辐照（ W /m ²）功率（ W /kW p）东坡，双面组件 Non-AI AI 正面辐照 0 200 400 600 800 1000 1200 0 200 400 600 800 1000 1200 515 600 64 5 730 815 900 945 103 0 11 15 12 00 12 45 13 30 14 15 15 00 15 45 16 30 17 15 18 00 辐照（ W /m² ）功率（ W /kW p）东坡，单面组件 Non-AI AI 正面辐照 Copyright2021 中信博版权所有23 典型晴天， AI对于阴影阶段的角度优化向阳坡优化角度，发电量略有提升背阳坡规避阴影，发电量明显提升 3. 跟踪系统人工智能（ AI）解决方案5. 人工智能（ AI）技术的实证研究规阴避影优角化度 AI算法传统算法 0 200 400 600 800 1000 1200 0 200 400 600 800 1000 1200 515 600 64 5 730 815 900 945 103 0 11 15 12 00 12 45 13 30 14 15 15 00 15 45 16 30 17 15 18 00 辐照（ W /m ²）功率（ W /kW p）西坡，双面组件 Non-AI AI 正面辐照 0 200 400 600 800 1000 1200 0 200 400 600 800 1000 1200 515 600 64 5 730 815 900 945 103 0 11 15 12 00 12 45 13 30 14 15 15 00 15 45 16 30 17 15 18 00 辐照（ W /m² ）功率（ W /kW p）西坡，单面组件 Non-AI AI 正面辐照 Copyright2021 中信博版权所有24