(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111596470.5 (22)申请日 2021.12.24 (71)申请人 天津大学 地址 300072 天津市南 开区卫津路9 2号 (72)发明人 朱丽　董轶欣　孙勇　 (74)专利代理 机构 天津市三利专利商标代理有 限公司 12107 专利代理师 李文洋 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/18(2020.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01) G06Q 50/08(2012.01) (54)发明名称 在规整区域内快速生成光伏强排方案及产 能预测方法 (57)摘要 本发明涉及建筑技术与新能源规划设计领 域， 特别是一种在规整区域内快速生成光伏强排 方案及产能预测方法， 包括下述步骤： 划定需要 进行光伏布置的几何区域； 确定影 响划定区域的 遮挡物， 建立几何形体信息； 校验PV板材布置基 准面位置信息； 建立反馈建筑几何信息与PV 板材 基准信息的参数化模型， 结合光伏产能原理性计 算公式形成产量模拟计算内核； 设定运算条件带 入产量模拟计算内核； 建立参数化产量计算模 型； 确定PV倾角范围与排列方向后可通过进 化算 法获得特定区域内的光伏产量最大化布置方案。 本发明解决了现有流程中需要分繁琐 的三个阶 段以实现光伏布置方案的问题， 提高了设计效 率。 权利要求书1页 说明书9页 附图1页 CN 114491732 A 2022.05.13 CN 114491732 A 1.一种在规整区域内快速生成光伏强排方案及产能预测方法， 其特征在于： 包括下述 步骤： 步骤1， 划定需要 进行光伏 布置的几何区域； 步骤2， 确定影响划定区域的遮挡物， 建立几何形体信息； 步骤3， 校验PV板材布置基准 面位置信息； 步骤4， 建立反馈建筑几何信息与PV板材基准信息的参数化模型， 结合光伏产能原理性 计算公式形成产量模拟计算内核； 步骤5， 提取地区全年环境信息大数据， 将区域内太阳轨迹路径与辐射强度信 息带入产 量模拟计算内核； 步骤6， 确定 板材年平均日照时长， 设定运 算条件带入产量模拟计算内核； 步骤7， 整合 步骤5、 步骤6信息， 建立 参数化产量计算模型； 步骤8， 基于步骤7可生成针对既有确定方案的计算运算器， 带入方案的PV倾角与排列 方向后可进行产量计算分析； 步骤9， 基于步骤7可生成针对不确定方案的优化运算器， 确定PV倾角范围与排列方向 后可通过进化 算法获得 特定区域内的光伏产量 最大化布置方案 。 2.根据权利要求1所述的在规整区域内快速生成光伏强排方案及产能预测方法， 其特 征在于， 步骤1、 2中， 在Rhi no软件中建立基础几何形体后导入Gras shopper平台。 3.根据权利要求1所述的在规整区域内快速生成光伏强排方案及产能预测方法， 其特 征在于， 步骤3中， 利用Grasshopper平台下， 本专利编程开发的 “道格一键光伏 ”程序校验PV 板材布置基准 位置是否准确。 4.根据权利要求1所述的在规整区域内快速生成光伏强排方案及产能预测方法， 其特 征在于， 步骤4中， 在Grasshopper平台下建立参数化模型， 通过平台中Ladybu g程序形成产 量模拟计算内核。 5.根据权利要求1所述的在规整区域内快速生成光伏强排方案及产能预测方法， 其特 征在于， 步骤5中， 在 “道格一键光伏 ”程序中导入EPW格式气象信息， 提取区域内太阳轨迹 路 径与辐射强度信息 。 6.根据权利要求1所述的在规整区域内快速生成光伏强排方案及产能预测方法， 其特 征在于， 步骤8中， 在 “道格一键光伏 ”程序中输入确定的PV 倾角后可直接运行输出模拟 计算 结果， 结果将包括以Kwh为单位的电能产量、 布置排数、 布置间距、 铺设面积等设计信息， 同 时输出光伏 布置的几何形体， 形体可直接拷贝入Rhi no中生成三维模型。 7.根据权利要求1所述的在规整区域内快速生成光伏强排方案及产能预测方法， 其特 征在于， 步骤9 中， 在“道格一键光伏 ”程序中输入PV倾角范围与排列方向后， 通过平台中TT   Toolbox程序运行优化计算获得光伏产量 最大的布置方案 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 114491732 A 2在规整区域内快速生成光 伏强排方案及产能预测方 法 技术领域 [0001]本发明涉及建筑技术与新能源规划设计领域， 特别是一种在规整区域内快速生成 光伏强排方案及产能预测方法。 背景技术 [0002]现有对特定区域内的光伏方案设计流程主要分为三个阶段， 第一阶段是根据能源 设计师的过往经验对场地环境信息进 行基本分析之后 拟定关于光伏板材的初步排列方式、 倾角尺度； 第二阶段是利用光伏产量计算软件对当前设计方案进行模拟计算； 第三 阶段是 根据计算结果调整方案， 如此循环往复最终实现产能较高的光伏布置方案。 这种设计方法 的基本原理在于利用分析太阳轨迹、 分析太阳辐 射照度、 带入物体与太阳直接辐 射的位置 关系后依据镶嵌在模拟软件中的产能计算公式进行计算， 受 限于设计师 的能源设计经验、 常规流程思维定式和技术工具限制， 其存在对环 境的分析精度较低与方案优化程度较弱且 工作量巨大的特点。 这种设计流程不但需要设计师拥有一定的光伏设计经验与 环境信息分 析基础， 同时需要消 耗大量的时间与精力放在重复的结果对比与方案修改上， 因此并不适 合基层规划与建筑从业人员的工作需求。 当前随着我国 “双碳”政策的推进， 地方设计从业 人员对简单、 快捷的光伏设计方法与实用工具的需求已迫在眉睫。 发明内容 [0003]本发明为了有效的解决上述背景技术中的问题， 提出了一种在 规整区域内快速生 成光伏强排方案及产能预测方法， 解决了环境信息 分析不精确、 初期方案不确定、 结果对比 与修改重复低效的技术难题， 同时该方法整合原有繁琐的三个设计阶段， 为缺乏能源设计 经验的广大基层设计师提供一键式简洁高效的设计流 程与技术工具。 [0004]为实现本发明的目的所采用的技 术方案是： [0005]一种在规整区域内快速生成光伏强排方案及产能预测方法， 包括下述 步骤： [0006]步骤1， 划定需要 进行光伏 布置的几何区域； [0007]步骤2， 确定影响划定区域的遮挡物， 建立几何形体信息； [0008]步骤3， 校验PV板材布置基准 面位置信息； [0009]步骤4， 建立反馈建筑几何信息与PV板材基准信息的参数化模型， 结合光伏产能原 理性计算公式形成产量模拟计算内核； [0010]步骤5， 提取地区全年环境信息大数据， 将区域内太阳轨迹路径与辐射强度信息带 入产量模拟计算内核； [0011]步骤6， 确定 板材年平均日照时长， 设定运 算条件带入产量模拟计算内核； [0012]步骤7， 整合 步骤5、 步骤6信息， 建立 参数化产量计算模型； [0013]步骤8， 基于步骤7可生成针对既有确定方案的计算运算器， 带入方案的PV倾角与 排列方向后可进行产量计算分析； [0014]步骤9， 基于步骤7可生成针对不确定方案的优化运算器， 确定PV倾角范围与排列说　明　书 1/9 页 3 CN 114491732 A 3