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天顶角方位角高度角，等价于 在一年中任意时刻确定太阳的位置需要一系列的计算，首先需要了解一些基本概念： 赤纬角(δ)：地球赤道平面与太阳和地球中心的连线之间的夹角。赤纬角以年为周期，在+23°26′与-23°26′之间移动，其中达到最大值为夏至，最小值为冬至。羲和能源大数据平台采用Duffie & Beckman提出的计算公式，代表的是当年的第几天。 时角(θhr): 太阳在天空中运行的角度，太阳在太阳时中午12点达到最高，时角为0。太阳每天自转大概需要24h，所以θhr的变化每小时为15°。时角的计算过程中，Tsolar代表的是当地太阳时，Tloacl代表的是当地民用时。Zc 表示确定民用时的时区，东区为正，西区为负。 天顶角和方位角的计算方式如下面两个公式所示，其中Φ是当地纬度。 辐射及光伏出力计算 1. 法向直接辐射量的估计模型 羲和能源大数据平台基于内置数据源提供水平总辐射量（GHI）对直接辐射量（DIF）和散射辐射量（DHI）进行估计。GHI，DIF以及DHI是光伏发电计算中必需的部分。直接辐射是直接到达地表既不反射也不散射的辐照量；散射辐射量包括被大气散射直接到达地表以及被地表反射到达倾斜平面的辐射量。 羲和能源大数据平台采用Direct Insolation Simulation Code(DISC)模型对法向直接辐射量（DNI）进行估计。DISC通过直接清晰度指数将pi水平辐照转换为法向直接辐射量。DISC模型的流程图如下所示。2. 倾斜面接收辐照量计算模型 估计得到法向直接辐射DNI后可以计算得到散射辐射量DHI和水平直接辐射量DIF。根据GHI，DHI和DIF可以计算得到光伏阵列表面接收的辐照量（GTI），GTI包括直射辐射，散射辐射以及反射辐射组成，计算模型： 其中aoi为入射角，由太阳位置以及光伏阵列安装位置决定。是地表反射率，由光伏阵列安装处的地表环境所决定，一般为0.2，可以在光伏计算的模块通过设置地表环境来改变参数。为光伏阵列的倾角，范围在[0°,90°]，为光伏阵列方位角，羲和能源大数据平台中使用的是罗盘方向，正北为0°，顺时针旋转，正南为180°。双轴追踪不需要输入光伏阵列的倾角和方位角，羲和能源大数据平台的计算过程中模拟追踪太阳的方位角和天顶角，使得入射角时刻为0。单轴追踪时，计算过程中默认追踪的时太阳的方位角，倾角需要用户输入。固定式光伏时需要输入这两个参数，中国境内用户可以根据光伏电站设计规范（GB 50797 -2012)中附录提供的中国境内部分城市的最佳倾角参考值，该规范默认最佳方位角为正南，即朝向赤道方向。羲和能源大数据平台同样提供了最佳倾角和方位角的计算，通过内置的最佳倾角优化方法结合观测地近10年的光资源数据来确定最佳方位角和倾角。3. 光伏发电量模拟计算光伏发电量利用下面的公式进行模拟，该计算模型利用降额因子和温度修正系数来修正了发电量。降额因子是一个比例因子，取值范围在[0,1]。考虑了线路的损耗、阴影、面板上的污损积雪 、老化等情况。用户可以在损耗参数中输入损耗来估计发电量，系统默认为0.9。其中： 光伏阵列在标准测试情况下的额定容量。 光伏降额因子。 当前光伏阵列接收的太阳光辐射强度（KW/m²）标准测试状况下的入射光照强度，常数（1 KW/m²） 当前光伏电池的温度（℃）标准测试情况下的光伏阵列表面温度（℃） 温度修正系数，与光伏阵列的材料相关不同数据源地表辐射对比为了让用户更加直观的了解羲和能源数据平台的数据，我们将羲和能源数据平台中的来自美国国家航天航空局和欧洲中期天气预报中心的数据与目前光伏设计较为常用的meteonorm以及solargis进行对比。 |
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