在双碳政策的背景下，近年来光伏装机量不断攀升，但太阳能资源自身波动性及随机性特点使其发电过程中的骤升或骤降现象对电力系统的合理调控和有效调度带来困难，容易造成弃光现象的发生。准确预测光伏发电功率可以使电力调度部门及时调整调度计划，提高电网运行的经济性和稳定性，促进新能源消纳。预测的结果精度与其时间尺度具有强相关性，因而对于光伏场站而言，分钟级的出力预报信息具有较高的参考价值。 光伏发电功率预测是基于光伏电力不稳定性特征和电力系统实时平衡要求矛盾而产生的一种需求。超短期内光伏输出功率爬坡主要由云团对太阳辐射无规律的遮挡造成，该遮挡过程难以量化，对超短期内光伏输出爬坡预测造成了很大的困难。 为量化云团对太阳辐射的遮挡过程，本课题利用天空成像仪获取云团参数（云高，云速，云团形状），云高方面：基于双目视觉原理，采用两台全天空成像仪捕捉天空图片，根据双目摄像机视差及其几何关系反向推算得出云团高度；云速方面，结合单摄像机拍摄的连续天空图像计算得到云团的运动速度矢量；云团形状方面：利用图像畸变矫正技术，结合云高信息，可获取云团形状信息。根据上述云团物理信息，默认云团运动状态短期内保持恒定，对未来15分钟内云团运动轨迹进行刻画，再通过天文算法计算得到的太阳方位，推算得出当前云团状况下未来15分钟地面阴影的变化情况，以此判断光伏板的遮挡情况。后根据云团厚度情况判断其对太阳光的遮挡率大小，以其为依据对理论计算出的太阳辐照数据进行削减修正，由此完成未来15分钟内的分钟级超短期光伏功率变化预测。 本方法相比于基于卫星云图的数值天气预报，观测设备仅需两台全天空成像仪，安装更为灵活且兼具更优的性价比；设备还具备更高的时空分辨率，因而可以实现云团的精细观测，从而可完成更高精度的预测任务，预测结果具备更高的准确性。 创新点 1、开发出一种基于双目视觉原理及图像处理技术的云团多尺度信息获取方法。 2、开发出一种基于云团透射率和地面阴影轨迹预测的光伏场站出力分钟级预测方法。 市场前景 随着全球加快应对气候变化，光伏市场需求持续增加，数据显示，我国光伏行业在2021年继续高歌猛进，光伏新增装机创历史新高，达到54.88GW。未来十几年，中国太阳能装机容量的复合增长率将高达25%以上。根据光伏发电行业国家政策规划，未来将着力推进光伏基地化开发、分布式化开发以及综合水风光的综合基地开发。 无论是以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地开发，还是整县屋顶分布式光伏试点的组织开展，或是综合多种发电手段的新能源大规模发展，都需要准确的光伏发电功率预测为电网调度提供参考与保护。预测精度直接影响着电力系统的安全稳定运行，更会影响所有市场参与者的经济收益。据统计，2019年，我国发电功率预测市场的规模为6.34亿元，预计2019年至2024年市场年均复合增速为16.2%，预计2024年光伏发电功率预测市场规模将增加至6.51亿元。从中可以看出，光伏出力预测具备广阔的市场前景。 本成果可实现雾霾、多云等极端天气下的分钟级光伏出力预报，满足对电网调度及运营管理的需求同时兼具精度与成本优势。未来，随着新能源信息化应用环节的增加以及应用对象的转变，类似光伏功率预测等信息化服务将成为主要需求，光伏出力预测技术的应用规模将持续扩大，渗透率也将继续加深。 应用案例 本成果已应用于中国长江三峡集团有限公司联合华北电力大学和北京四方继保自动化股份有限公司研发的面向大规模并网友好型风光储场站群智慧运维系统。该系统依托于三峡集团乌兰察布新一代电网友好绿色电站示范项目（项目总装机：风电170万千瓦、光伏发电30万千瓦、配套建设55万千瓦储能系统），在电站现场部署了两台天空成像仪，并配备了集实时3d天空云团、电站精细模型、气象站数据、电站实时发电功率、超短期功率预测等于一体的数字孪生3d可视化系统，极大提高了电站智慧运维的便捷性。

组件级 MPPT，智能监控 PV 信息，高频电气隔离， 安全可靠，峰值效率大于 99.5%，优化器功率等级 300W。

“智能云光伏”是机器人技术、物联网技术、大数据技术和云计算技术在太阳能光伏发电生产中的综合运用，目标是将光伏电站的PR值提高15%以上，以提高光伏电站生产效率。 一、项目分类 显著效益成果转化 二、成果简介 1、 研发背景 太阳能是绿色环保的可再生能源，太阳能光伏发电产业蓬勃发展，中国光伏装机量已经达到了近70GWp，预计2020年，全球装机量达到540GWp。传统的人工光伏电站运维方式已经不能满足产业的发展需要，为了提高电站的生产水平，降低运维成本，必须实施智能化、无人化的光伏电站维护技术。 2、 技术说明 “智能云光伏”是机器人技术、物联网技术、大数据技术和云计算技术在太阳能光伏发电生产中的综合运用，目标是将光伏电站的PR值提高15%以上，以提高光伏电站生产效率。 采用智能电站运维机器人完成对太阳电池组件表面的清洁和缺陷检查，相比人工方式，可提高清洁水平，极大程度的减少水资源的使用，且降低30%左右的成本； 采用组件级别的电站运行数据的采集和分析系统，分析电站的运行性能瓶颈、预警潜在故障，提高电站的可靠性； 借助于智能云光伏技术，可极大的降低分布式光伏电站的运维成本。 3、 合作意向 太阳电池组件厂智能组件 大型光伏电站的运维与性能评估 分布式光伏电站的集中管理和低成本化 国家光伏扶贫工程

成果简介本系统可以将太阳能电池组件接收到的太阳辐照能量逆变成标准的正弦交流电来驱动三相异步电机带动水泵实现扬水功能。 本系统具有最大功率点跟踪功能以及完善的保护功能。 此外， 还可以实现日出而作日落而歇的无人值守功能。成熟程度和所需建设条件样机基本完善， 初步具备了相关的功能， 后续需要一定的资金购买设备以便推出产品。技术指标基本符合国家标准。市场分析和应用前景本系统属于新能源发电范畴， 从国家的中长期

Ø 光伏并网逆变系统可将光伏发电系统输出的电能转换为电网可接收的电能。本项目所开发的光伏并网逆变系统具有最大功率点跟踪功能和反孤岛能力。网侧采用VSI结构逆变器，通过网侧电抗器直接并网。这种并网结构确保了并网的灵活性和可靠性。利用升压变换器对光伏电池进行控制，实现最大功率点追踪。系统的效率在满功率20kW时达到了96.5%。

本发明公开了一种智能光伏电站模拟仪的汇流箱电路.本发明包括控制电路,供电电路,接口电路,通信电路和外围电路.本发明可以用于光伏发电系统与阵列板,采集板的通信,使得主控板可以控制采集板及阵列板.本发明可以实现8块太阳能电池板的电压以及电流汇总输出.

光伏农业行业面临光伏发电和植物生长“争光”的矛盾，本项目利用低成本的聚合物多层膜将农作物光合作用所需要主要光谱成分滤出来，其余大部分太阳光都反射， 这样在投射到农地表面的太阳光就大幅减少，水蒸发也会大幅减少，同时采用现代太阳能聚光光伏技术将 80%以上太 阳光收集起来用于发电，实现“种地”+“发电”两不误。 可提高农户收入，并从源头上帮助实现中国大片干旱缺水农地水蒸发与降水量的平衡。 

成果简介：光伏并网逆变系统可将光伏发电系统输出的电能转换为电网可接收的电能。本项目所开发的光伏并网逆变系统具有最大功率点跟踪功能和反 孤岛能力。网侧采用 VSI 结构逆变器，通过网侧电抗器直接并网。这种并网 结构确保了并网的灵活性和可靠性。利用升压变换器对光伏电池进行控制， 实现最大功率点追踪。系统的效率在满功率 20kW时达到了 96.5%。 项目来源：自行开发 技术领域：新能源 应用

1. 痛点问题 随着能源危机和节能减排的驱使，大力发展电动汽车成为缓解能源危机和环境污染的有效途径，汽车燃油是石油消耗的主体。汽车尾气占全世界总二氧化碳排放量的10%至15%。电动汽车可以减小二氧化碳的排放量，改善大气环境。以光伏电池作为新能源输入的电动汽车充放电站也将具有更大的优势。推动光伏供电的电动汽车充放电站的建设，不仅发展了电动汽车行业，也推动了光伏产业及新能源的发展，同时对于节能减排，改善环境具有双重推动作用。 现有的光伏电动汽车充电站仍以交流母线或直流母线进行光伏电池、电动汽车蓄电池和电网之间的能量变换。现有的能量变换需要通过多级电力电子变换器实现，即需要多级直流-直流变换器，直流交流变换器等，这使得能量变换的效率很低。多级电力电子变换的现有方案效率低，成本高，无法对产业瓶颈形成有效突破。 2. 解决方案 本项目提出了一种高效的新型光伏充电系统，和用于此系统的充电控制方法。 新型光伏充电系统包括：一个或多个高频逆变器，与一个或多个光伏电池组件一一对应连接，以及多端口变换器。高频交流逆变器之间通过高频交流母线连接。多端口变换器包括分别与高频交流母线和直流母线连接的两个端口以及与蓄电池连接的一个端口。多端口变换器用于实现高频交流母线、直流母线与蓄电池之间的能量变换。 用于光伏充电系统的充电控制方法包括：对于一个或多个光伏电池组件中的每一个，采集该光伏电池组件的输出电流和输出电压，对该光伏电池组件进行最大功率跟踪，并输出电压给定值。将电压给定值与该光伏电池组件的输出电压进行比较，并输出光伏电池比较结果；根据比较结果控制与该光伏电池组件相对应的高频逆变器中的开关管的驱动信号相对于多端口变换器中开关管的驱动信号的移相角；将多端口变换器输入蓄电池的输入电流与蓄电池的充电电流曲线进行比较，并输出蓄电池的比较结果，根据此结果利用脉宽调制方式控制多端口变换器中的开关管驱动信号。 合作需求 与新能源乘用车/商用车整车厂、房地产企业，充电运营商等企业合作，开展知识成果落地和工程化的工作。

研制了 5kW 至 500kW 不同功率等级的单相、三相光伏并网逆变器，掌握了主电路、控制系统、系统集成等关键技术。