数字化设计技术在复杂地形多维度控制策略光伏能源岛设计中的应用.docx

数字化设计技术在复杂地形多维度控制策略光伏能源岛设计中的应用

摘要：电力能源作为社会发展以及群众生活的必要基础，在我国现代电力网络系统建设过程中，因为传统火力发电需要消耗大量的化石能源，且会产生一定的环境污染问题，所以近些年来新能源发电建设规模不断提升，其中光伏发电建设效果作为显著，但是在建设过程中会遇到一些复杂地形，为此需要采用数字化设计技术，从而提高建设质量。因此，本文将对数字化设计技术在复杂地形光伏设计中的应用进行深入地研究与分析，并提出一些合理的意见和措施，旨在进一步提高数字化技术在光伏发电设计中的应用水平。
关键词：数字化；设计技术；复杂地形；光伏设计；具体应用
数字化技术是以现代科学技术和信息技术为基础的重要产物，通过将数字化设计技术与光伏设计相结合，能够有效改变光伏设计传统模式，充分发挥出信息技术的优势，克服复杂地形中光伏设计存在的多项问题。数字化设计技术所包含的内容较为丰富，能够满足复杂地形中光伏设计的多项需求，从而提升光伏设计质量。光伏设计对于光伏发电效率和稳定性具有重要作用，所以必须掌握数字化设计的关键要点，提高其具体应用效果。
1复杂地形光伏设计存在难点分析
复杂地形光伏发电站建设难度较高，虽然能够提高光伏发电效率，但是受到自然环境以及基础设施的影响，光伏发电站建设难度较高，需要考虑到如下几项因素：（1）复杂地形朝向差异较大。复杂地形较为复杂，主要地形为山区，山体高度差异变化较大，山坡朝向差异较大会导致部分区域被遮挡，从而影响太阳光照射，所以必须考虑到复杂地形光伏发电机组安装位置，避免安装在阴影区域，否则会对发电效率造成直接影响[1]。（2）光伏阵列分散和分区复杂。在复杂地形建设光伏发电机组，因为受到地形因素的影响，光伏阵列具有分散和分区复杂的特征，从而导致其设计和选型难以实现标准化，需要对光伏阵列的区域布置、间距、倾角以及方位角等进行充分考虑，才能够保证发电效率。（3）基础设施落后。复杂地形中电力系统基础设施较为落后，基本没有能够直接利用的基础设施，从而会提高光伏发电建设难度，需要完成大量的基础设施工作，整体成本造价较高，且存在诸多条件限制，必须考虑到光伏发电设备对复杂地形影响，避免破坏复杂地形生态环境和自然环境[2]。
由此可见，复杂地形中光伏设计存在较多难点问题，所以对于设计技术水平要求较高，为此需要创新光伏设计技术，加强新设计技术的应用，其中数字化设计技术具有良好的应用效果，能够全面提高光伏设计方案质量。
2数字化设计技术架构搭建分析
考虑到光伏发电工程在复杂地形中建设难度较大，本文以数字化技术为基础开发相应的系统。数字化设计技术的核心架构主要包括设计终端、协同终端、管理终端、报表中心以及服务终端。设计终端的主要作用是对图像进行处理、建立三维模型以及建设效果呈现等，能够为二次开发提供基础；协同终端主要用于完成多专业协同任务，能够为发电系统设计、系统参数计算、设备安装以及数据管理等提供帮助，以自主B/S架构为基础；管理终端主要用于用户管理、专业资料管理等，能够输出光伏设计需要的模型以及图表。应用自主C/S架构；服务终端的主要功能为书数据储存、数据分析以及数据处理，本次系统架构采用JavaSpringCloud服务架构[3]。
3数字化设计技术的具体应用分析
本次设计主要流程为：以下是几项关键关节的数字化设计技术应用。下图为数字化设计技术的基本应用流程。

图1：数字化设计技术的基本应用流程
3.1工程数据输入
数字化设计技术的实现需要完成对光伏工程所有数据的集中管理，在复杂地形建设的光伏工程信息主要包括图纸信息、地形信息等，需要在系统中输入光伏工程名称、工程类型、建设性质、设计内容以及机组装机量等信息，从而实现统一化管理。
3.2资源数据输入
根据对复杂地形的资料分析，计算出该区域内的日照辐射资源数据、气象数据、地理数据等，将这些资源数据导入到系统数据库中，并对数据进行分类和汇总，为后续的工程建设打下基础。
3.3智能系统设计
在复杂地形建设光伏工程，必须考虑到地形对于光伏发电机组的影响，所以在设计阶段需要应用数字化技术对其核心参数进行计算，主要包括如下几项内容：（1）倾角计算设计。光伏机组需要倾斜放置，从而获取更多的太阳辐射能量，所以需要结合复杂地形的基本情况，确定最佳的倾斜角度。（2）单位组串计算。按照光伏机组参数和逆变器输入的电压、电流范围，计算出组件串并联数量，并根据计算结果确定机组的正确排列方式。（3）设备选型确定。通过对前期输入的工程数据、资源数据进行分析，并对不同型号的光伏发电设备参数进行对比，在考虑到发电效率和发现经济性的基础上，确定最佳的光伏发电机组设备型号。（4）方阵容量计算。根据组件参数、排列方式，对每个光伏发电机组的方阵容量进行计算。（5）系统效率计算。在对光伏发电机组的运行效率进行计算时，需要假定机组倾斜面能够接受100%太阳辐射，利用数字化设计技术对各个环节产生的损耗进行计算，从而能够得到最终光伏发电机组的发电效率。
3.4地形数字化处理
将DEM原始数据的高程信息导入到系统内，从而构建复杂地形的三维模型，结合测绘资料对复杂地形三维模型进行优化，可以得到复杂地形对于光伏机组的遮挡，根据计算结果对光伏机组设计方案进行优化，能够有效提高实际效果。
3.5地形智能分类统计
按照组件参数输入对复杂地形进行分隔，将复杂地形分为最合适的单元，同时将单元划分为可用单元和不可用单元，依据各单元的影长情况进行分类，同时对影长区域内的遮挡情况进行计算，最后将影长区域的数据进行整合统计。
3.6地块智慧整合
将各分区的合并参数输入到系统内，形成合并方案，并对不同的合并方案进行分析，从而确定各个区域的边界，之后对边界区域面积进行计算。按照用户建立的分区合并方案，将符合要求的区域进行标记，不符合规定的区域予以删除。
3.7阵列智能划分
按照计算结果的相应数据，对复杂地形区域的方阵距离进行计算，通过数字化设计计算对方阵进行自动化优化，将已经排布完成的光伏发电方阵划分为多个单元，并对其按照相关依据进行编号。
3.8智能连线比选
按照最短连线的基本原则，通过数字化设计技术生成最佳的连线方案，并对连线方案的经济效益进行验证，从而能够提高光伏发电项目经济效益。
结束语
综上所述，本文全面阐述光伏发电项目在复杂地形中的建设难点，并根据复杂地形的基本特点设计一套用光伏设计的数字化系统，最后对数字化设计系统各项功能的具体应用方式进行分析，希望能够对我国光伏发电产业发展起到一定的借鉴和帮助作用。
参考文献
[1]孙周. 数字化设计技术在复杂地形光伏设计中的应用[J]. 电子技术与软件工程, 2019, 150(04):262-262.
[2]张鲲. 三维数字化设计技术在输电工程中的应用[J]. 电力勘测设计, 2019, 000(004):55-60.
[3]闫旭洋. 三维数字化设计技术在输电工程中的应用[J]. 轻松学电脑, 2019，(002):784-784.

-全文完-