光伏电站排布方法、装置和电子设备与流程

1.本公开涉及光伏发电技术领域，具体地，涉及一种光伏电站排布方法、装置和电子设备。


背景技术：

2.在光伏行业，设计出专业的地面光伏电站一直是一项专业而复杂的工作。
3.采用传统方式对地面光伏电站进行设计时，工程师需依靠技术经验，通过cad工程软件进行相关参数计算、阵列排布及电气方案设计。在设计的过程中，为达到最优设计方案，常需要对输入参数进行迭代微调，导致整体排布方案及电气方案对应变动，需要重新调整cad绘图，造成大量返工，设计工作的工作量大大增加，效率低下且易产生错误。


技术实现要素：

4.本公开的目的是提供一种光伏电站排布方法、装置和电子设备，以能减少光伏电站设计时的工作量，提高设计效率。
5.为了实现上述目的，本公开第一方面提供一种光伏电站排布方法，包括：
6.获取设计参数，其中，所述设计参数包括光伏组件的尺寸参数、光伏组件的功率以及光伏电站的目标容配比；
7.根据所述光伏组件的尺寸参数，在光伏场区内生成光伏阵列的排布方案，其中，所述光伏阵列包括多个所述光伏组件；
8.根据逆变器的目标交流总容量与所述逆变器的额定功率，确定所述逆变器的至少两个候选数量，其中，所述目标交流总容量根据所述光伏组件的功率、所述光伏场区内排布的所述光伏阵列的数量以及所述目标容配比确定；
9.对于每一所述候选数量，根据所述候选数量、所述光伏场区内排布的所述光伏阵列的数量、所述光伏组件的功率以及所述逆变器的额定功率确定所述候选数量对应的容配比；
10.根据每个所述候选数量对应的容配比、以及所述目标容配比确定所述候选数量中的一个为所述逆变器的配置数量；
11.根据所述配置数量生成所述逆变器和汇流箱的配置方案。
12.可选地，所述根据每个所述候选数量对应的容配比、以及所述目标容配比确定所述候选数量中的一个为所述逆变器的配置数量，包括：
13.确定每个所述候选数量对应的容配比与所述目标容配比差值的绝对值；
14.确定差值的绝对值最小的所述候选数量为所述配置数量。
15.可选地，所述根据所述候选数量、所述光伏场区内排布的所述光伏阵列的数量、所述光伏组件的功率以及所述逆变器的额定功率确定所述候选数量对应的容配比，包括：
16.根据所述光伏场区内排布的所述光伏阵列的数量以及所述候选数量确定所述光伏阵列的预期安装数量；
17.根据所述预期安装数量、以及每个所述光伏组件的功率，确定光伏电站的预期直流总容量；
18.根据所述候选数量、以及所述逆变器的额定功率确定所述逆变器的预期交流总容量；
19.根据所述预期直流总容量、以及所述预期交流总容量确定所述候选数量对应的容配比。
20.可选地，所述根据逆变器的目标交流总容量与所述逆变器的额定功率，确定所述逆变器的至少两个候选数量，包括：
21.将所述目标交流总容量与所述逆变器的额定功率相除并向上取整，以得到所述逆变器的一个候选数量；
22.将所述目标交流总容量与所述逆变器的额定功率相除并向下取整，以得到所述逆变器的另一候选数量。
23.可选地，所述根据所述配置数量生成所述逆变器和汇流箱的配置方案，包括：
24.根据所述逆变器的配置数量、以及所述光伏场区内排布的所述光伏阵列的数量确定所述光伏阵列的安装数量；
25.根据所述光伏阵列的安装数量、每个所述光伏阵列上的光伏组串的数量，确定所述光伏组串的总数量，其中，每个所述光伏组串包括多个串联的所述光伏组件；
26.根据所述光伏组串的总数量、以及所述逆变器的配置数量，确定每个所述逆变器接入所述光伏组串的数量；
27.根据每个所述逆变器接入所述光伏组串的数量、以及所述汇流箱接入所述光伏组串的最大数量，确定每个所述逆变器对应的汇流箱数量；
28.根据所述逆变器的配置数量以及每个所述逆变器对应的汇流箱数量，生成所述逆变器和所述汇流箱的配置方案。
29.可选地，根据所述光伏组串的总数量、以及所述逆变器的配置数量，确定每个所述逆变器接入所述光伏组串的数量，包括：
30.将所述光伏组串的总数量与所述逆变器的配置数量相除，以得到第一余数；
31.对于第一余数个所述逆变器，将所述光伏组串的总数量与所述逆变器的配置数量相除并向上取整，以得到所述逆变器接入所述光伏组串的数量；
32.对于其余所述逆变器，将所述光伏组串的总数量与所述逆变器的配置数量相除并向下取整，以得到所述逆变器接入所述光伏组串的数量。
33.可选地，所述根据每个所述逆变器接入所述光伏组串的数量、以及所述汇流箱接入所述光伏组串的最大数量，确定每个所述逆变器对应的汇流箱数量，包括：
34.将每个所述逆变器接入所述光伏组串的数量与所述汇流箱接入所述光伏组串的最大数量相除并向上取整，以得到所述逆变器对应的汇流箱数量。
35.可选地，所述根据所述逆变器的配置数量以及每个所述逆变器对应的汇流箱数量，生成所述逆变器和所述汇流箱的配置方案，包括：
36.对于每一逆变器，将所述逆变器接入所述光伏组串的数量与所述逆变器对应的汇流箱数量相除，得到第二余数；
37.在所述逆变器对应的所述汇流箱中，对于第二余数个汇流箱，将所述逆变器接入
所述光伏组串的数量与所述逆变器对应的汇流箱数量相除并向上取整，以得到所述汇流箱接入所述光伏组串的数量；
38.对于所述逆变器对应的其他所述汇流箱，将所述逆变器接入所述光伏组串的数量与所述逆变器对应的汇流箱数量相除并向下取整，以得到所述汇流箱接入所述光伏组串的数量。
39.本公开第二方面提供一种光伏电站排布装置，包括：
40.获取模块，被配置为获取设计参数，其中，所述设计参数包括光伏组件的尺寸参数、光伏组件的功率以及光伏电站的目标容配比；
41.第一生成模块，被配置为根据所述光伏组件的尺寸参数，在光伏场区内生成光伏阵列的排布方案，其中，所述光伏阵列包括多个所述光伏组件；
42.第一确定模块，被配置为根据逆变器的目标交流总容量与所述逆变器的额定功率，确定所述逆变器的至少两个候选数量，其中，所述目标交流总容量根据所述光伏组件的功率、所述光伏场区内排布的所述光伏阵列的数量以及所述目标容配比确定；
43.第二确定模块，被配置为对于每一所述候选数量，根据所述候选数量、所述光伏场区内排布的所述光伏阵列的数量、所述光伏组件的功率以及所述逆变器的额定功率确定所述候选数量对应的容配比；
44.第三确定模块，被配置为根据每个所述候选数量对应的容配比、以及所述目标容配比确定所述候选数量中的一个为所述逆变器的配置数量；
45.第二生成模块，被配置为根据所述配置数量生成所述逆变器和汇流箱的配置方案。
46.可选地，所述第三确定模块被配置为通过以下方式根据每个所述候选数量对应的容配比、以及所述目标容配比确定所述候选数量中的一个为所述逆变器的配置数量：
47.确定每个所述候选数量对应的容配比与所述目标容配比差值的绝对值；
48.确定差值的绝对值最小的所述候选数量为所述配置数量。
49.可选地，所述第二确定模块被配置为通过以下方式根据所述候选数量、所述光伏场区内排布的所述光伏阵列的数量、所述光伏组件的功率以及所述逆变器的额定功率确定所述候选数量对应的容配比：
50.根据所述光伏场区内排布的所述光伏阵列的数量以及所述候选数量确定所述光伏阵列的预期安装数量；
51.根据所述预期安装数量、以及每个所述光伏组件的功率，确定光伏电站的预期直流总容量；
52.根据所述候选数量、以及所述逆变器的额定功率确定所述逆变器的预期交流总容量；
53.根据所述预期直流总容量、以及所述预期交流总容量确定所述候选数量对应的容配比。
54.可选地，所述第一确定模块被配置为通过以下方式根据逆变器的目标交流总容量与所述逆变器的额定功率，确定所述逆变器的至少两个候选数量：
55.将所述目标交流总容量与所述逆变器的额定功率相除并向上取整，以得到所述逆变器的一个候选数量；
56.将所述目标交流总容量与所述逆变器的额定功率相除并向下取整，以得到所述逆变器的另一候选数量。
57.可选地，所述第二生成模块包括：
58.第一确定子模块，被配置为根据所述逆变器的配置数量、以及所述光伏场区内排布的所述光伏阵列的数量确定所述光伏阵列的安装数量；
59.第二确定子模块，被配置为根据所述光伏阵列的安装数量、每个所述光伏阵列上的光伏组串的数量，确定所述光伏组串的总数量，其中，每个所述光伏组串包括多个串联的所述光伏组件；
60.第三确定子模块，被配置为根据所述光伏组串的总数量、以及所述逆变器的配置数量，确定每个所述逆变器接入所述光伏组串的数量；
61.第四确定子模块，被配置为根据每个所述逆变器接入所述光伏组串的数量、以及所述汇流箱接入所述光伏组串的最大数量，确定每个所述逆变器对应的汇流箱数量；
62.第一生成子模块，被配置为根据所述逆变器的配置数量以及每个所述逆变器对应的汇流箱数量，生成所述逆变器和所述汇流箱的配置方案。
63.可选地，所述第三确定子模块被配置为通过以下方式根据所述光伏组串的总数量、以及所述逆变器的配置数量，确定每个所述逆变器接入所述光伏组串的数量：
64.将所述光伏组串的总数量与所述逆变器的配置数量相除，以得到第一余数；
65.对于第一余数个所述逆变器，将所述光伏组串的总数量与所述逆变器的配置数量相除并向上取整，以得到所述逆变器接入所述光伏组串的数量；
66.对于其余所述逆变器，将所述光伏组串的总数量与所述逆变器的配置数量相除并向下取整，以得到所述逆变器接入所述光伏组串的数量。
67.可选地，所述第四确定子模块被配置为通过以下方式根据每个所述逆变器接入所述光伏组串的数量、以及所述汇流箱接入所述光伏组串的最大数量，确定每个所述逆变器对应的汇流箱数量：
68.将每个所述逆变器接入所述光伏组串的数量与所述汇流箱接入所述光伏组串的最大数量相除并向上取整，以得到所述逆变器对应的汇流箱数量。
69.可选地，所述第一生成子模块被配置为通过以下方式根据所述逆变器的配置数量以及每个所述逆变器对应的汇流箱数量，生成所述逆变器和所述汇流箱的配置方案：
70.对于每一逆变器，将所述逆变器接入所述光伏组串的数量与所述逆变器对应的汇流箱数量相除，得到第二余数；
71.在所述逆变器对应的所述汇流箱中，对于第二余数个汇流箱，将所述逆变器接入所述光伏组串的数量与所述逆变器对应的汇流箱数量相除并向上取整，以得到所述汇流箱接入所述光伏组串的数量；
72.对于所述逆变器对应的其他所述汇流箱，将所述逆变器接入所述光伏组串的数量与所述逆变器对应的汇流箱数量相除并向下取整，以得到所述汇流箱接入所述光伏组串的数量。
73.本公开第三方面提供一种电子设备，包括：
74.存储器，其上存储有计算机程序；
75.处理器，用于执行所述存储器中的所述计算机程序，以实现本公开第一方面所提
供方法的步骤。
76.通过上述技术方案，通过获取设计参数即可在光伏场区内生成光伏阵列的排布方案，在对设计参数进行调整时，可以根据调整的设计参数重新生成光伏阵列的排布方案，从而可以减少光伏电站设计时的工作量，提高设计效率。
77.同时，根据逆变器的目标交流总容量与逆变器的额定功率，可以确定逆变器的至少两个候选数量，并分别计算每一候选数量对应的容配比，最后根据每一候选数量对应的容配比以及目标容配比，确定出最适合的候选数量作为逆变器的配置数量，并根据该配置数量生成逆变器和汇流箱的配置方案。如此，通过对逆变器的多个候选数量进行比较，可以选择出容配比与目标容配比最接近的候选数量作为配置数量，以便于使光伏电站实际的容配比与目标容配比更加接近。
78.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
79.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
80.图1是本公开一示例性实施例提供的光伏电站排布方法的流程图；
81.图2是本公开另一示例性实施例提供的光伏电站排布方法的流程图；
82.图3是本公开另一示例性实施例提供的光伏电站排布方法的流程图；
83.图4是本公开又一示例性实施例提供的光伏电站排布方法的流程图；
84.图5是本公开又一示例性实施例提供的光伏电站排布方法的流程图；
85.图6是本公开一示例性实施例提供的光伏阵列安装倾角的示意图；
86.图7是本公开一示例性实施例提供的光伏阵列中光栅组件的间距示意图；
87.图8是本公开一示例性实施例提供的光伏阵列p型布置示意图；
88.图9是本公开一示例性实施例提供的光伏阵列l型布置示意图；
89.图10是本公开一示例性实施例提供的光伏发电子单元及辅道路示意图；
90.图11是本公开一示例性实施例提供的光伏发电单元及主道路示意图；
91.图12是本公开一示例性实施例提供的光伏电站排布装置的框图；
92.图13是本公开一示例性实施例提供的电子设备的框图。
93.附图标记说明
94.10
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光伏组件
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
20
ꢀꢀꢀꢀ
光伏阵列
95.30
ꢀꢀꢀꢀꢀ
子阵
96.40
ꢀꢀꢀꢀꢀ
方阵
具体实施方式
97.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
98.首先对本公开可能的应用场景进行阐述。
99.如背景技术所述，采用传统方式对地面光伏电站进行设计时，工程师需依靠技术经验，通过cad工程软件进行相关参数计算、阵列排布及电气方案设计。但是在对参数进行
调整时，整体排布方案及电气方案对应变动，需要重新调整cad绘图，造成大量返工，设计工作的工作量大大增加，效率低下且易产生错误。
100.有鉴于此，本公开提供了一种光伏电站排布方法、装置和电子设备，以减少光伏电站设计时的工作量，提高设计效率。
101.图1是本公开一示例性实施例提供的光伏电站排布方法的流程图。参照图1，光伏电站排布方法可以包括步骤s11至步骤s16。
102.在步骤s11中，获取设计参数，其中，设计参数可以包括光伏组件的尺寸参数、光伏组件的功率以及光伏电站的目标容配比。
103.例如，设计参数可以由设计人员输入获得。
104.在步骤s12中，根据光伏组件的尺寸参数，在光伏场区内生成光伏阵列的排布方案，其中，光伏阵列包括多个光伏组件。
105.根据光伏组件的尺寸参数，可以确定光伏阵列的尺寸参数，进而可以根据光伏阵列的尺寸参数，在光伏场区内生成光伏阵列的排布方案。
106.其中，光伏场区可以由设计人员输入对应的尺寸参数确定。
107.在一种可能的实施方式中，确定光伏阵列的逆变器和汇流箱时，可以根据目标容配比、光伏阵列的功率、光伏阵列的数量以及逆变器的额定功率计算出逆变器的总容量，并根据逆变器的总容量向下取整得到逆变器的数量。这样只能使光伏电站的容配比一定程度上接近目标容配比。
108.通过步骤s13至步骤s15可以更好地配置逆变器，以使光伏电站的容配比尽可能接近目标容配比。
109.具体来说，在步骤s13中，根据逆变器的目标交流总容量与逆变器的额定功率，确定逆变器的至少两个候选数量，其中，目标交流总容量根据光伏组件的功率、光伏场区内排布的光伏阵列的数量以及目标容配比确定。
110.可以理解，目标容配比是通过目标直流总容量与目标交流总容量相除得到。根据光伏组件的功率可以确定光伏阵列的功率，根据光伏阵列的功率、光伏场区内排布的光伏阵列的数量，可以确定目标直流总容量。根据目标直流总容量、以及获取的目标容配比，可以确定目标交流总容量。根据目标交流总容量以及每个逆变器的额定功率，可以确定逆变器的至少两个候选数量。
111.在步骤s14中，对于每一候选数量，可以根据候选数量、光伏场区内排布的光伏阵列的数量、光伏组件的功率以及逆变器的额定功率确定候选数量对应的容配比。如此，可以确定每个候选数量对应的容配比。
112.在步骤s15中，根据每个候选数量对应的容配比、以及目标容配比确定候选数量中的一个为逆变器的配置数量。
113.可以理解，根据每个候选数量对应的容配比以及目标容配比，可以确定与目标容配比最接近的容配比，进而可以确定该容配比对应的候选数量为逆变器的配置数量。这样，可以使光伏电站的容配比与目标容配比更加接近，实现了对光伏阵列安装数量与容配比的兼顾。
114.在步骤s16中，根据配置数量生成逆变器和汇流箱的配置方案。
115.通过本方案，可以提高光伏电站的设计效率，同时可以优化逆变器的配置数量，既
保证了光伏阵列的安装数量，又使光伏电站的容配比与目标容配比较为接近。
116.图2是本公开另一示例性实施例提供的光伏电站排布方法的流程图。参照图2，在一种可能的实施方式中，步骤s15可以包括步骤s151和步骤s152。
117.在步骤s151中，确定每个候选数量对应的容配比与目标容配比差值的绝对值。
118.可以理解，每个候选数量对应的容配比与目标容配比差值的绝对值，可以反映每个候选数量对应的容配比与目标容配比的接近程度。
119.在步骤s152中，确定差值的绝对值最小的候选数量为配置数量。
120.若候选数量对应的容配比与目标容配比差值的绝对值最小，此时该候选数量对应的容配比与目标容配比最接近。因此，确定该候选数量为配置数量，以能使光伏电站的容配比与目标容配比较为接近。
121.图3是本公开另一示例性实施例提供的光伏电站排布方法的流程图。参照图3，在一种可能的实施方式中，步骤s14可以包括步骤s141至步骤s144。
122.在步骤s141中，根据光伏场区内排布的光伏阵列的数量以及候选数量确定光伏阵列的预期安装数量。
123.由于逆变器在光伏场内的安装要占用光伏阵列的安装位置，因此，可以根据候选数量，确定该候选数量的逆变器安装时光伏阵列减少的数量，根据该减少数量以及光伏场区内排布的光伏阵列的数量，可以确定该候选数量对应的光伏阵列的预期安装数量。
124.例如，若逆变器在光伏场内的安装要占用1个光伏阵列的安装位置，此时候选数量的逆变器安装时光伏阵列减少的数量与该候选数量在数值上相同，因此可以将光伏场区内排布的光伏阵列的数量与该候选数量做差，以确定该候选数量对应的光伏阵列的预期安装数量。
125.在步骤s142中，根据预期安装数量、以及每个光伏组件的功率，确定光伏电站的预期直流总容量。
126.根据每个光伏组件的功率、以及光伏阵列上光伏组件的数量，可以确定光伏阵列的功率。这样，根据光伏阵列的预期安装数量以及光伏阵列的功率，可以确定光伏电站的预期直流总容量。
127.在步骤s143中，根据候选数量、以及逆变器的额定功率确定逆变器的预期交流总容量。
128.根据逆变器的候选数量以及逆变器的额定功率，可以确定逆变器的预期交流总容量。
129.对于每一候选数量，通过步骤s141至步骤s143，可以确定该候选数量对应的预期直流总容量以及预期交流总容量。
130.在步骤s144中，根据预期直流总容量、以及预期交流总容量确定候选数量对应的容配比。
131.这样，可以得到每一候选数量对应的容配比。
132.图4是本公开另一示例性实施例提供的光伏电站排布方法的流程图。参照图4，在一种可能的实施方式中，步骤s13可以包括步骤s131和步骤s132。
133.在步骤s131中，将目标交流总容量与逆变器的额定功率相除并向上取整，以得到逆变器的一个候选数量。在步骤s132中，将目标交流总容量与逆变器的额定功率相除并向
下取整，以得到逆变器的另一候选数量。
134.由于大部分情况下目标交流总容量与逆变器的额定功率并不能整除，因此通过目标交流总容量与逆变器的额定功率相除并分别向上取整和向下取整得到两个候选数量后，该两个候选数量对应的容配比与目标容配比最接近。因而将该两个候选数量中、对应的容配比与目标容配比差值的绝对值最小的候选数量作为逆变器的配置数量，可以使光伏电站的容配比与目标容配比最接近。
135.图5是本公开另一示例性实施例提供的光伏电站排布方法的流程图。参照图5，在一种可能的实施方式中，步骤s16可以包括步骤s161至步骤s165。
136.在步骤s161中，根据逆变器的配置数量、以及光伏场区内排布的光伏阵列的数量确定光伏阵列的安装数量。
137.由于逆变器在光伏场内的安装要占用光伏阵列的安装位置，因此可以根据配置数量，确定配置数量的逆变器安装时光伏阵列减少的数量，根据配置数量以及光伏场区内排布的光伏阵列的数量，可以确定配置数量对应的光伏阵列的安装数量。
138.在步骤s162中，根据光伏阵列的安装数量、每个光伏阵列上的光伏组串的数量，确定光伏组串的总数量，其中，每个光伏组串包括多个串联的光伏组件。
139.在步骤s163中，根据光伏组串的总数量、以及逆变器的配置数量，确定每个逆变器接入光伏组串的数量。
140.如此，可以实现每个逆变器接入光伏组串数量的分配。
141.在步骤s164中，根据每个逆变器接入光伏组串的数量、以及汇流箱接入光伏组串的最大数量，确定每个逆变器对应的汇流箱数量。
142.在步骤s165中，根据逆变器的配置数量以及每个逆变器对应的汇流箱数量，生成逆变器和汇流箱的配置方案。
143.示例性地，根据光伏组串的总数量、以及逆变器的配置数量，确定每个逆变器接入光伏组串的数量，可以包括：将光伏组串的总数量与逆变器的配置数量相除，以得到第一余数。对于第一余数个逆变器，将光伏组串的总数量与逆变器的配置数量相除并向上取整，以得到逆变器接入光伏组串的数量；对于其余逆变器，将光伏组串的总数量与逆变器的配置数量相除并向下取整，以得到逆变器接入光伏组串的数量。
144.本方案中，在光伏组串的总数量不能被逆变器的配置数量整除的情况下，能够将光伏组串均匀分配至各个逆变器。当然，在光伏组串的总数量能被逆变器的配置数量整除的情况下，可以直接将光伏组串的总数量与逆变器的配置数量相除所得商作为每个逆变器接入光伏组串的数量。
145.示例性地，根据每个逆变器接入光伏组串的数量、以及汇流箱接入光伏组串的最大数量，确定每个逆变器对应的汇流箱数量，可以包括：将每个逆变器接入光伏组串的数量与汇流箱接入光伏组串的最大数量相除并向上取整，以得到逆变器对应的汇流箱数量。
146.如此，可以减少不必要的汇流箱的设置，便于降低成本，同时便于维修维护
147.示例性地，根据逆变器的配置数量以及每个逆变器对应的汇流箱数量，生成逆变器和汇流箱的配置方案，可以包括：
148.对于每一逆变器，将逆变器接入光伏组串的数量与逆变器对应的汇流箱数量相除，得到第二余数；在逆变器对应的汇流箱中，对于第二余数个汇流箱，将逆变器接入光伏
组串的数量与逆变器对应的汇流箱数量相除并向上取整，以得到汇流箱接入光伏组串的数量；对于逆变器对应的其他汇流箱，将逆变器接入光伏组串的数量与逆变器对应的汇流箱数量相除并向下取整，以得到汇流箱接入光伏组串的数量。
149.这样，对于每个逆变器，在逆变器接入光伏组串的数量不能被该逆变器对应的汇流箱数量整除的情况下，可以将逆变器的光伏组串平均分配至各个汇流箱。
150.当然，在逆变器接入光伏组串的数量能被该逆变器对应的汇流箱数量整除的情况下。可以直接将逆变器接入光伏组串的数量与该逆变器对应的汇流箱数量所得商作为该逆变器对应的每个汇流箱接入光伏组串的数量。
151.图6是本公开一示例性实施例提供的光伏阵列安装倾角的示意图，图7是本公开一示例性实施例提供的光伏阵列中光栅组件的间距示意图，图8是本公开一示例性实施例提供的光伏阵列p型布置示意图，图9是本公开一示例性实施例提供的光伏阵列l型布置示意图，图10是本公开一示例性实施例提供的光伏发电子单元及辅道路示意图，图11是本公开一示例性实施例提供的光伏发电单元及主道路示意图。
152.参照图6至图11，在一种可能的实施方式中，设计人员可以先输入设计参数，设计参数例如可以包括光伏组件的尺寸参数(例如可以包括光伏组件的长度和宽度)。
153.在地面光伏电站中，若干个光伏组件在机械和电气上按一定方式组装在一起，形成一个有固定支撑架的直流发电单元，该直流发电单元被称为光伏阵列，通常为矩形。
154.存储器中可以预先存储有p型和l型两种光伏阵列的布置形式。其中，p型(也称竖排)形式可以为光伏组件短边与地面平行，l型(也称横排)可以为光伏组件长边与地面平行。
155.在接收到设计人员对应于p型或l型的布置形式选择指令后，可以计算光伏阵列的宽度和长度。具体来说，若布置形式选择指令指示的布置形式为p型，此时可以通过以下公式计算光伏阵列的尺寸参数(例如光伏阵列的尺寸参数可以包括光伏阵列在水平面上的投影宽度和投影长度)：
156.w
t
＝(nv×
lm (n
v-1)
×dv
)
×
cosθ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
157.l
t
＝nh×
wm (n
h-1)
×dh
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
158.公式(1)和公式(2)中，w
t
为光伏阵列在水平面上的投影宽度，l
t
为光伏阵列在水平面上的投影长度，nv为光伏阵列中垂直方向(平行于光伏阵列的宽度方向)排布的光伏组件数量，nh为光伏阵列中水平方向(平行于光伏阵列的长度方向)排布的光伏组件数量，dv为光伏阵列中相邻两个光伏组件在平行于光伏组件的平面上沿垂直方向的间距(参照图7)，dh为光伏阵列中相邻两个光伏组件水平方向的间距，lm为光伏组件的长度，wm为光伏组件的宽度，θ为光伏组件的安装倾角(参照图6和图7)。
159.若布置形式选择指令指示的布置形式为n型，此时可以通过以下公式计算光伏阵列的尺寸参数：
160.w
t
＝(nv×
wm (n
v-1)
×dv
)
×
cosθ
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(3)
161.l
t
＝nh×
lm (n
h-1)
×dh
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)
162.在确定光伏阵列在水平面上的投影宽度和投影长度后，可以确定相邻两个光伏阵列的行间距。
163.光伏电站的阴影遮挡对于电站的发电量及投资收益也有着极大的影响。由于单个
光伏组件的内部结构一般采用串并联的形式，并且直流侧单个光伏组串中每个光伏组件也是采用串联的形式。因此阴影遮挡不仅会造成光伏组串间电压不平衡，影响整体发电量，并且长期的局部阴影遮挡，还会导致光伏组件产生热斑效应进而影响光伏组件的性能，直接影响光伏组件的使用寿命。
164.理想情况下，光伏阵列应当安装在没有阴影的地方，然而光伏场区范围内不可避免存在障碍物，如树木、电气设备(例如逆变器、汇流箱等)等，光伏阵列本身也会产生阴影。因此，为减少由阴影遮挡造成的发电量损失，在光伏阵列排布时，应避开障碍物及阴影，同时考虑光伏阵列的安装数量，光伏阵列之间的间距也不宜过大。
165.在一种可能的实施方式中，可以通过以下方式确定相邻两个光伏阵列在垂直方向上的间距：
166.d＝cosβ
×
h/tan(arcsinα)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(5)
167.公式(5)中，d为最大阴影长度，β为太阳方位角，h为前排光伏阵列(或其他遮挡物)最高点与后排组件最低位置的高度差，α为太阳高度角。
168.其中，公式(5)中的sinα可以挺过以下公式确定：
[0169][0170]
公式(6)中，为当地纬度(例如可以设置为在北半球为正值，南半球为负值)，δ为太阳赤纬角，ω为时角。
[0171]
β的正弦值可以通过以下公式确定：
[0172]
sinβ＝cosδsinω/cosα
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(7)
[0173]
确定β的正弦值后，可以根据β的正弦值确定β的余弦值。
[0174]
由于一年中冬至日太阳高度角最低，因此相邻两个光伏阵列在垂直方向上的间距应大于冬至日上午9：00和下午3：00时段的阴影的最大长度，保证在该时段不发生阴影遮挡，则光伏阵列一年之中太阳能辐射较佳利用范围内就不会发生阴影遮挡。
[0175]
因此，冬至日的太阳赤纬角δ为-23.5
°
，上午9：00和下午3：00的时角ω为
±
45
°
。
[0176]
确定相邻两个光伏阵列在垂直方向上的间距之后，可以通过以下公式确定光伏阵列的行间距p：
[0177]
p＝w
t
d1
ꢀꢀꢀꢀ
(8)
[0178]
公式(8)中，d1为相邻两个光伏阵列在垂直方向上的间距，数值上与冬至日上午9：00和下午3：00时段的阴影的最大长度相同。
[0179]
在确定光伏阵列的行间距后，可以确定光伏阵列中主道路和辅道路的设置方式。
[0180]
具体来说，由于光伏组件发出的电能为直流电，不能直接与电网相连送出电能，因此需要将若干光伏组件串、并联连接后通过逆变器将直流电转换为交流电，再通过变压器升高电压将电能送出。
[0181]
在一种可能的实施方式中，n
str
个光伏组件串联后，形成光伏组串；n
l1-str
个光伏组件串并列接入一台汇流箱(又称为光伏发电子单元)，光伏电站中光伏发电子单元的数量与汇流箱的数量相同；n
l2-l1
个汇流箱并列接入逆变器(例如可以为箱逆变一体机)，又称为光伏发电单元，光伏电站中光伏发电单元的数量与汇流箱的数量相同；多台箱逆变一体机并联后至电网或在所构成的发电系统即为一座光伏电站。
[0182]
在进行光伏组件排布时，可以留出箱逆变一体机的运输及检修通道，方便箱逆变
一体机运输、安装及检修时退出场地，该通道为主道路。一个光伏发电单元中存在若干个汇流箱，汇流箱通常尺寸较小，安装于光伏阵列下方。因有若干个光伏组串并列接入汇流箱，且汇流箱出线至箱逆变一体机的电缆较大，可以沿汇流箱设置电缆通道，同时作为检修人员巡视汇流箱时的通道，该通道为辅道路。
[0183]
设计参数可以包括主通道的宽度dr、辅通道的宽度da、设置辅道路时连续排列的光伏阵列的列数n
c-l1
、设置辅道路时连续排列的光伏发电子单元列数n
c-l2
。
[0184]
这样，每排布n
c-l1
列光伏阵列，可以设置一条竖向的辅道路，其宽度为da，n
c-l1
列光伏阵列的宽度即为子阵30的宽度l
l1
(参照图10)，每排布n
c-l2
列光伏发电子单元，设置一条竖向的主道路，其宽度为dr，n
c-l2
列光伏发电子单元的宽度即为方阵40的阵列宽度l
l2
(参照图11)。
[0185]
设计参数还可以包括光伏阵列的列间距dt。
[0186]
设计人员可以输入光伏场区的尺寸参数，以可以确定光伏场区。随后可以在光伏场区内按照以下方式生成光伏阵列的排布方案：
[0187]
按照公式(1)至(4)中计算出的光伏阵列的尺寸从左至右，从上至下进行光伏阵列的排布光伏阵列，光伏阵列的行间距为p、列间距为d
t
。同时，每排布n
c-l1
列光伏阵列，设置一条竖向的辅道路，其宽度为da；每排布n
c-l2
列光伏发电子单元，设置一条竖线的主道路。依次从左至右，从上至下将整个光伏场区范围内布置满光伏阵列，在遇到障碍物时，根据光伏阵列尺寸避开障碍物，在所剩空间不足布置光伏阵列时停止布置，通过以上步骤，可以自动在光伏场区范围内生成光伏阵列的排布方案。
[0188]
根据在光伏场区内生成的生成光伏阵列的排布方案，可以确定光伏场区内的光伏阵列数量n
′
t
。
[0189]
则光伏场区内的预期直流总容量p
′
dc
可以通过以下公式计算：
[0190]
p
′
dc
＝n
′
t
×
p
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(9)
[0191]
公式(9)中，p
t
为单副光伏阵列的容量(功率)，p
t
可以通过以下公式计算：
[0192]
p
t
＝n
m-t
×
pmꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(10)
[0193]
公式(10)中，n
m-t
为单副光伏阵列上的光伏组件数，pm为单块光伏组件功率。
[0194]
在本领域中，光伏电站的直流总容量与逆变器输出交流总容量的比值称为容配比。设计参数中可以包括光伏电站的目标容配比。
[0195]
可以根据逆变器的目标交流总容量与逆变器的额定功率，确定逆变器的至少两个候选数量，其中，目标交流总容量根据光伏组件的功率、光伏场区内排布的光伏阵列的数量以及目标容配比确定。
[0196]
具体来说，可以确定向上取整的候选数量n
l2-up
：
[0197]nl2-up
＝p
′
dc
/r
t
/p
l2
，并向上取整。
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
[0198]
其中p
l2
为箱逆变一体机的额定功率，r
t
为设计人员输入的目标容配比。
[0199]
由于箱逆变一体机尺寸较大，布置在场地范围后需移除若干光伏阵列(例如为一副光伏阵列)，则该向上取整的候选数量n
l2-up
对应的容配比r
up
为：
[0200]rup
＝(n
′
t-n
l2-up
)
×
p
t
/(n
l2-up
×
p
l2
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(12)
[0201]
向上取整的候选数量n
l2-down
可以通过以下公式确定：
[0202]nl2-down
＝p
′
dc
/r
t
/p
l2
，并向下取整
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(13)
[0203]
向上取整的候选数量n
l2-down
对应的容配比r
down
为：
[0204]rdown
＝(n
′
t-n
l2-down
)
×
p
t
/(n
l2-down
×
p
l2
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(14)
[0205]
此时可以确定向上取整的候选数量对应的容配比与目标容配比差值的绝对值δr
up
、以及确定向下取整的候选数量对应的容配比与目标容配比差值的绝对值δr
down
。
[0206]
若δr
down
＜r
up
，则可以确定向下取整的候选数量为箱逆变一体机的配置数量，则
[0207]
箱逆变一体机数n
l2
＝n
l2-down
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)
[0208]
光伏电站的容配比为：r
down
，
[0209]
光伏阵列的安装数量n
t
为：n
t
＝(n
′
t-n
l2-down
)
ꢀꢀꢀꢀꢀ
(16)
[0210]
若δr
down
＞r
up
，则可以确定向上取整的候选数量为箱逆变一体机的配置数量，则
[0211]
箱逆变一体机数n
l2
＝n
l2-up
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(17)
[0212]
容配比为：r
up
，
[0213]
光伏阵列的安装数量n
t
为：n
t
＝(n
′
t-n
l2-up
)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(18)
[0214]
此时光伏电站中光伏阵列的安装数量与光伏阵列的支架数在数值上相同。
[0215]
光伏电站的实际直流容量p
dc
可以通过以下公式确定：
[0216]
p
dc
＝n
t
×
p
t
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(19)
[0217]
光伏电站内总的光伏组串数量n
str
为：
[0218]nstr
＝n
str-t
×nt
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(20)
[0219]
箱逆变一体机分配组串数为：
[0220]
(n
str
/n
l2
的余数)个箱逆变一体机接入组串数n
str-l2
＝n
str
/n
l2
，向上取整；
[0221]nl2-(n
str
/n
l2
的余数)个箱逆变一体机接入组串数n
str-l2
＝n
str
/n
l2
，向下取整；
[0222]
对于每一箱逆变一体机，汇流箱总数量为：
[0223]nl1
＝n
str-l2
/n
str-l1
，并向上取整。
[0224]
汇流箱分配组串数为
[0225]
(n
str-l2
/n
l1
的余数)个汇流箱接入组串数n
str-l1
＝n
str-l2
/n
l1
，向上取整；
[0226]nl1-(n
str-l2
/n
l1
的余数)个汇流箱接入组串数n
str-l1
＝n
str-l2
/n
l1
，向下取整。
[0227]
根据逆变器的配置数量以及每个逆变器对应的汇流箱数量，生成逆变器和汇流箱的配置方案，可以包括：
[0228]
以光伏组串为单位，由距离变电站从远到近，先横向后竖向的蛇形原则进行匹配，每匹配到n
str-l2
个光伏组串即完成一个方阵，并对方阵进行编号。
[0229]
箱逆变一体机布置在每个光伏发电单元的角落位置，将光伏发电单元所在区域左下方角落的光伏阵列删去，布置一台箱逆变一体机。
[0230]
对于每个光伏发电单元，以光伏组串为单位，由距离汇流箱从远到近，先横向后竖向的蛇形原则进行匹配，每匹配到n
str-l1
个光伏组串及完成一个子阵，并对子阵及子阵下的光伏组串进行编号。
[0231]
汇流箱布置在每个光伏发电子单元的角落位置，在光伏发电子单元所在区域左下方的光伏阵列处，布置一台汇流箱。
[0232]
在一种可能的实施方式中，可以统计光伏电站中布置的组件、箱逆变一体机、汇流箱等设备材料的数量，生成设备材料清册。
[0233]
图12是本公开一示例性实施例提供的光伏电站排布装置400的框图。
[0234]
参照图12基于同一发明构思，本公开还提供一种光伏电站排布装置，包括：
[0235]
获取模块401，被配置为获取设计参数，其中，设计参数包括光伏组件的尺寸参数、光伏组件的功率以及光伏电站的目标容配比；
[0236]
第一生成模块402，可以被配置为根据光伏组件的尺寸参数，在光伏场区内生成光伏阵列的排布方案，其中，光伏阵列包括多个光伏组件；
[0237]
第一确定模块403，可以被配置为根据逆变器的目标交流总容量与逆变器的额定功率，确定逆变器的至少两个候选数量，其中，目标交流总容量根据光伏组件的功率、光伏场区内排布的光伏阵列的数量以及目标容配比确定；
[0238]
第二确定模块404，可以被配置为对于每一候选数量，根据候选数量、光伏场区内排布的光伏阵列的数量、光伏组件的功率以及逆变器的额定功率确定候选数量对应的容配比；
[0239]
第三确定模块405，可以被配置为根据每个候选数量对应的容配比、以及目标容配比确定候选数量中的一个为逆变器的配置数量；
[0240]
第二生成模块406，可以被配置为根据配置数量生成逆变器和汇流箱的配置方案。
[0241]
通过获取设计参数即可在光伏场区内生成光伏阵列的排布方案，在对设计参数进行调整时，可以根据调整的设计参数重新生成光伏阵列的排布方案，从而可以减少光伏电站设计时的工作量，提高设计效率。
[0242]
同时，根据逆变器的目标交流总容量与逆变器的额定功率，可以确定逆变器的至少两个候选数量，并分别计算每一候选数量对应的容配比，最后根据每一候选数量对应的容配比以及目标容配比，确定出最适合的候选数量作为逆变器的配置数量，并根据该配置数量生成逆变器和汇流箱的配置方案。如此，通过对逆变器的多个候选数量进行比较，可以选择出容配比与目标容配比最接近的候选数量作为配置数量，以便于使光伏电站实际的容配比与目标容配比更加接近。
[0243]
示例性地，第三确定模块405可以被配置为通过以下方式根据每个候选数量对应的容配比、以及目标容配比确定候选数量中的一个为逆变器的配置数量：
[0244]
确定每个候选数量对应的容配比与目标容配比差值的绝对值；
[0245]
确定差值的绝对值最小的候选数量为配置数量。
[0246]
示例性地，第二确定模块404可以被配置为通过以下方式根据候选数量、光伏场区内排布的光伏阵列的数量、光伏组件的功率以及逆变器的额定功率确定候选数量对应的容配比：
[0247]
根据光伏场区内排布的光伏阵列的数量以及候选数量确定光伏阵列的预期安装数量；
[0248]
根据预期安装数量、以及每个光伏组件的功率，确定光伏电站的预期直流总容量；
[0249]
根据候选数量、以及逆变器的额定功率确定逆变器的预期交流总容量；
[0250]
根据预期直流总容量、以及预期交流总容量确定候选数量对应的容配比。
[0251]
示例性地，第一确定模块403可以被配置为通过以下方式根据逆变器的目标交流总容量与逆变器的额定功率，确定逆变器的至少两个候选数量：
[0252]
将目标交流总容量与逆变器的额定功率相除并向上取整，以得到逆变器的一个候选数量；
[0253]
将目标交流总容量与逆变器的额定功率相除并向下取整，以得到逆变器的另一候选数量。
[0254]
示例性地，第二生成模块406可以包括：
[0255]
第一确定子模块，可以被配置为根据逆变器的配置数量、以及光伏场区内排布的光伏阵列的数量确定光伏阵列的安装数量；
[0256]
第二确定子模块，可以被配置为根据光伏阵列的安装数量、每个光伏阵列上的光伏组串的数量，确定光伏组串的总数量，其中，每个光伏组串包括多个串联的光伏组件；
[0257]
第三确定子模块，可以被配置为根据光伏组串的总数量、以及逆变器的配置数量，确定每个逆变器接入光伏组串的数量；
[0258]
第四确定子模块，可以被配置为根据每个逆变器接入光伏组串的数量、以及汇流箱接入光伏组串的最大数量，确定每个逆变器对应的汇流箱数量；
[0259]
第一生成子模块，可以被配置为根据逆变器的配置数量以及每个逆变器对应的汇流箱数量，生成逆变器和汇流箱的配置方案。
[0260]
示例性地，第三确定子模块被配置为通过以下方式根据光伏组串的总数量、以及逆变器的配置数量，确定每个逆变器接入光伏组串的数量：
[0261]
将光伏组串的总数量与逆变器的配置数量相除，以得到第一余数；
[0262]
对于第一余数个逆变器，将光伏组串的总数量与逆变器的配置数量相除并向上取整，以得到逆变器接入光伏组串的数量；
[0263]
对于其余逆变器，将光伏组串的总数量与逆变器的配置数量相除并向下取整，以得到逆变器接入光伏组串的数量。
[0264]
示例性地，第四确定子模块被配置为通过以下方式根据每个逆变器接入光伏组串的数量、以及汇流箱接入光伏组串的最大数量，确定每个逆变器对应的汇流箱数量：
[0265]
将每个逆变器接入光伏组串的数量与汇流箱接入光伏组串的最大数量相除并向上取整，以得到逆变器对应的汇流箱数量。
[0266]
示例性地，第一生成子模块被配置为通过以下方式根据逆变器的配置数量以及每个逆变器对应的汇流箱数量，生成逆变器和汇流箱的配置方案：
[0267]
对于每一逆变器，将逆变器接入光伏组串的数量与逆变器对应的汇流箱数量相除，得到第二余数；
[0268]
在逆变器对应的汇流箱中，对于第二余数个汇流箱，将逆变器接入光伏组串的数量与逆变器对应的汇流箱数量相除并向上取整，以得到汇流箱接入光伏组串的数量；
[0269]
对于逆变器对应的其他汇流箱，将逆变器接入光伏组串的数量与逆变器对应的汇流箱数量相除并向下取整，以得到汇流箱接入光伏组串的数量。
[0270]
关于上述实施例中的装置，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。
[0271]
图13是根据一示例性实施例示出的一种电子设备600的框图。如图13所示，该电子设备600可以包括：处理器601，存储器602。该电子设备600还可以包括多媒体组件603，输入/输出(i/o)接口604，以及通信组件605中的一者或多者。
[0272]
其中，处理器601用于控制该电子设备600的整体操作，以完成上述光伏电站排布方法中的全部或部分步骤。存储器602用于存储各种类型的数据以支持在该电子设备600的
操作，这些数据例如可以包括用于在该电子设备600上操作的任何应用程序或方法的指令，以及应用程序相关的数据，例如联系人数据、收发的消息、图片、音频、视频等等。该存储器602可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，例如静态随机存取存储器(static random access memory，简称sram)，电可擦除可编程只读存储器(electrically erasable programmable read-only memory，简称eeprom)，可擦除可编程只读存储器(erasable programmable read-only memory，简称eprom)，可编程只读存储器(programmable read-only memory，简称prom)，只读存储器(read-only memory，简称rom)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。多媒体组件603可以包括屏幕和音频组件。其中屏幕例如可以是触摸屏，音频组件用于输出和/或输入音频信号。例如，音频组件可以包括一个麦克风，麦克风用于接收外部音频信号。所接收的音频信号可以被进一步存储在存储器602或通过通信组件605发送。音频组件还包括至少一个扬声器，用于输出音频信号。i/o接口604为处理器601和其他接口模块之间提供接口，上述其他接口模块可以是键盘，鼠标，按钮等。这些按钮可以是虚拟按钮或者实体按钮。通信组件605用于该电子设备600与其他设备之间进行有线或无线通信。无线通信，例如wi-fi，蓝牙，近场通信(near field communication，简称nfc)，2g、3g、4g、nb-iot、emtc、或其他5g等等，或它们中的一种或几种的组合，在此不做限定。因此相应的该通信组件605可以包括：wi-fi模块，蓝牙模块，nfc模块等等。
[0273]
在一示例性实施例中，电子设备600可以被一个或多个应用专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、数字信号处理器(digital signal processor，简称dsp)、数字信号处理设备(digital signal processing device，简称dspd)、可编程逻辑器件(programmable logic device，简称pld)、现场可编程门阵列(field programmable gate array，简称fpga)、控制器、微控制器、微处理器或其他电子元件实现，用于执行上述光伏电站排布方法。
[0274]
在另一示例性实施例中，还提供了一种包括程序指令的计算机可读存储介质，该程序指令被处理器执行时实现上述光伏电站排布方法的步骤。例如，该计算机可读存储介质可以为上述包括程序指令的存储器602，上述程序指令可由电子设备600的处理器601执行以完成上述光伏电站排布方法。
[0275]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0276]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0277]
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。