一种基于CAD插件的固定支架风洞内外分区方法及系统与流程

本发明涉及光伏支架设计，具体涉及一种基于cad插件的固定支架风洞内外分区方法及系统。

背景技术：

1、在太阳能光伏领域，随着光伏电站的不断发展，项目更加关注组件的成本和结构稳定性，通过风洞内外分区来进行材料选择，能够有效降低成本并优化设计。

2、现有技术中，固定支架风洞内外分区技术多依赖于在计算机辅助设计图纸上进行人工设计。例如，中国专利申请cn116663732a中公开了一种光伏电站组件排布分区方法，但该方法主要针对光伏电站组件的排布分区，未涉及基于风洞荷载的固定支架内外区自动划分。传统的固定支架分区方式通常需要设计人员根据风洞荷载规范，在图纸上逐一判断每个组件的风洞荷载区域位置，再手动进行分区标注，在面对大规模项目时，分区工作通常需要花费大量的时间与精力，极大地影响了整个项目的设计进度。

3、目前仍没有专门的计算机辅助设计工具来进行风洞内外分区的自动化处理。因此，亟需一种能够实现固定支架风洞内外分区自动化的技术方案。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于cad插件的固定支架风洞内外分区方法及系统，旨在解决现有固定支架风洞内外分区依赖人工、效率低下的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种基于cad插件的固定支架风洞内外分区方法，包括以下步骤：

3、获取固定支架的分区参数，所述分区参数包括弦长、阵列宽度和分区间距。其中，弦长是指固定支架组件的南北方向宽度，即组件的实际宽度；阵列宽度是指弦长在水平方向上的投影；分区间距是用于定义区域划分的最小距离阈值。通过预先设置分区参数，能够适应不同规格组件以及不同的排布情况。

4、获取待分区组件的边界特征信息。具体地，在计算机辅助设计图纸中对所需参与内外区分的固定支架组件进行选取，选取完成后记录组件的四个边界点信息，所述边界特征信息用于识别每个组件的位置关系。

5、基于所述分区间距和所述边界特征信息，采用宽度优先搜索算法对所有待分区组件进行区域划分，将满足相邻条件的组件划分至同一分区，得到至少一个组件分区。具体地，将所有待分区组件作为图的节点，根据各所述组件的边界特征信息判断任意两个组件边界之间的最小距离是否小于或等于所述分区间距；若两个组件边界之间的最小距离小于或等于所述分区间距，则确定该两个组件之间存在连接边；从任一未被划分的组件节点出发，沿所述连接边进行宽度优先搜索遍历，将所有能够遍历到的组件节点划分至同一分区，重复此步骤直至所有组件均被划分至相应的分区。通过宽度优先搜索分区算法，能够根据自定义的区域搜索宽度阈值对组件进行连通划分，适应不同项目的排布疏密程度，提高项目应用的适应性。

6、对每个所述组件分区进行风洞荷载计算，并根据风洞荷载计算结果将每个所述组件分区内的组件划分为至少包括内区类别和外区类别的多个风洞荷载类别。具体地，根据各所述组件的边界特征信息中的位置坐标，对当前组件分区内的所有组件按南北方向进行分行存储，得到多个合并行；对各所述合并行中的组件按东西方向进行排序，并根据各所述组件之间的分区间距将各所述合并行划分为至少一个并排行；根据风洞荷载分区规则，对各所述合并行和各所述并排行中的组件进行风洞荷载类别判定。

7、统计并输出各所述组件分区中属于各所述风洞荷载类别的组件的数量。具体地，在计算机辅助设计图纸中创建与各所述风洞荷载类别分别对应的图层；将属于各所述风洞荷载类别的组件分别添加至对应的图层，并赋予不同的颜色显示属性；响应于用户在所述计算机辅助设计图纸中的位置选取操作，在选取位置生成统计表格，所述统计表格记录各组件分区中属于各所述风洞荷载类别的组件的数量。通过表格统计不同规格组件的内外区数量，能够直观地看到不同区域中不同规格组件的内外区数量，方便后续的成本核算。

8、优选地，所述分区参数还包括内外区划分模式选择信息，所述内外区划分模式包括二分模式或三分模式。在所述二分模式下，将位于风洞荷载a区至d区的组件划分为外区组件，将位于风洞荷载e区至f区的组件划分为内区组件；在所述三分模式下，将位于风洞荷载a区至d区的组件划分为最外区组件，将同时跨e区和d区或跨外区和内区的组件划分为偏外区组件，将位于风洞荷载e区至f区的组件划分为内区组件。通过提供两种分区模式选择，能够适应不同的风洞设计需求。

9、优选地，所述根据风洞荷载分区规则，对各所述合并行和各所述并排行中的组件进行风洞荷载类别判定的步骤，包括：将当前组件分区内的所有组件初始标记为内区组件；将当前组件分区中最南端的合并行和最北端的合并行中的所有组件标记为最外区组件，所述南北方向基于计算机辅助设计图纸坐标系中的y轴方向确定，y轴负方向为南，y轴正方向为北；当所述合并行的数量大于2时，对于除最南端合并行和最北端合并行之外的每个合并行，分别将其作为当前合并行，并比较所述当前合并行与相邻合并行的左右端对齐情况，根据对齐情况确定所述当前合并行中位于风洞荷载a区至d区范围内的组件并标记为外区组件，所述相邻合并行包括与所述当前合并行相邻的上一合并行和下一合并行。

10、优选地，所述根据对齐情况确定所述当前合并行中位于风洞荷载a区至d区范围内的组件并标记为外区组件的步骤，包括：当所述当前合并行与相邻合并行的左端对齐时，将所述当前合并行中满足以下条件的组件标记为外区组件：

11、；

12、其中，为所述当前合并行的最小x坐标，为所述当前合并行中第个组件的最小x坐标，为风洞荷载a区的范围值，为风洞荷载b区的范围值，为风洞荷载c区的范围值，为风洞荷载d区的范围值，上述各范围值依据风洞设计规范确定；

13、当所述当前合并行与相邻合并行的右端对齐时，将所述当前合并行中满足以下条件的组件标记为外区组件：

14、；

15、其中，为所述当前合并行的最大x坐标，为所述当前合并行中第个组件的最大x坐标。

16、优选地，所述根据对齐情况确定所述当前合并行中位于风洞荷载a区至d区范围内的组件并标记为外区组件的步骤，还包括：当所述当前合并行与相邻合并行的左右端不对齐时，计算所述当前合并行相对于相邻合并行的边缘外伸长度，取最大外伸长度作为悬挑长度w；根据所述悬挑长度确定风洞荷载a区的范围值：

17、；

18、其中为所述固定支架的弦长；

19、根据所述以及预设的、、确定所述当前合并行中位于风洞荷载a区至d区范围内的组件并标记为外区组件。通过上述公式进行对齐判定和悬挑判定，能够精确计算风洞荷载分区边界，提高内外区划分的准确性。

20、优选地，所述根据风洞荷载分区规则，对各所述合并行和各所述并排行中的组件进行风洞荷载类别判定的步骤，其中所述二分模式为将风洞荷载类别划分为外区和内区的模式，所述三分模式为将风洞荷载类别划分为最外区、偏外区和内区的模式，所述步骤还包括：将所述当前合并行中的任一并排行作为当前并排行；判断当前组件分区中与所述当前合并行相邻的上下各两行合并行中是否存在任一并排行的范围不处于所述当前并排行的范围内；若是，则将所述当前并排行中所有内区组件标记为最外区组件；若否，则在所述当前并排行的四个角部设置检测点，检测各所述检测点是否落入与所述当前合并行相邻的上下各两行合并行的任一并排行的范围内；若全部所述检测点均未落入所述范围内，则将对应组件标记为最外区组件；若所有所述检测点均落入所述范围内，则保持对应组件为内区组件；否则，在所述三分模式下将对应组件标记为偏外区组件，在所述二分模式下将对应组件标记为最外区组件。通过设置检测点进行覆盖性检测，能够提高内外区划分的准确性。

21、本发明还提供一种基于cad插件的固定支架风洞内外分区系统，包括：参数获取模块，用于获取固定支架的分区参数，所述分区参数包括弦长、阵列宽度和分区间距；边界特征信息获取模块，用于获取待分区组件的边界特征信息；区域划分模块，用于基于所述分区间距和所述边界特征信息，采用宽度优先搜索算法对所有待分区组件进行区域划分，将满足相邻条件的组件划分至同一分区，得到至少一个组件分区；风洞荷载类别划分模块，用于对每个所述组件分区进行风洞荷载计算，并根据风洞荷载计算结果将每个所述组件分区内的组件划分为至少包括内区类别和外区类别的多个风洞荷载类别；统计输出模块，用于统计并输出各所述组件分区中属于各所述风洞荷载类别的组件的数量。

22、本发明相较于现有技术，其有益效果在于：

23、（1）通过获取多个分区参数并依次进行区域划分，实现了固定支架风洞内外分区的自动化处理，避免需要投入较多人力进行人工分区，减少了设计的时间成本，提高了分区效率。

24、（2）基于宽度优先搜索算法进行区域划分，能够根据自定义的区域搜索宽度阈值对组件进行连通划分，适应不同项目的排布疏密程度，提高了分区方法的适应性。

25、（3）基于风洞荷载计算进行内外区自动化划分，从合并行到并排行再到单个组件进行逐级荷载计算，对组件进行覆盖性检测，提高了内外区划分的准确性。

26、（4）将内区、偏外区、最外区的组件用不同的颜色和特定的图层进行标注，实现了内外区的可视化和更好地观察内外区组件布局，减少设计的时间成本，提高分区效率。

27、（5）通过表格统计不同规格组件的内外区数量，能够直观看到不同区域中不同规格组件的内外区数量，方便后续的成本核算。