本发明属于光伏系统优化设计，本发明涉及一种基于多层级优化调控的屋顶分布式光伏系统优化设计方法、电子设备、存储介质。
背景技术：
1、分布式光伏发电特指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧自发自用、多余电量上网，且在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。分布式光伏发电遵循因地制宜、清洁高效、分散布局、就近利用的原则，充分利用当地太阳能资源，替代和减少化石能源消费。
2、在光伏系统中，为了使光伏组件表面可接受到更多的太阳辐照量，根据日地运行规律，通常采用的方法是将光伏阵列朝向正南(北半球)或正北(南半球)，并且在安装光伏阵列时使阵列与地面具有一定夹角，称之为光伏阵列倾角β。现有技术中，缺少全面的考虑，通过光伏倾角的设计，增加全年所接收到的太阳辐照量的同时，兼顾各个月份光伏阵列表面所接收到的太阳辐照量的分布的均衡。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种基于多层级优化调控的屋顶分布式光伏系统优化设计方法、电子设备、存储介质，可针对分布式屋顶光伏系统是进行优化设计，通过对户用光伏建设地区地形判断、户用光伏建设地区辐照成分的分析，可精确判断该地区是否可对分布式屋顶光伏系统设置最优倾角，提升了系统是否适合设置最优倾角的精确性与快速性，通过光伏倾角的设计，可达到如下两点目的：
2、(1)能够增加全年光伏阵列表面所接收到的太阳辐照量：在北半球，太阳主要在南半边天空中运转，若将方阵表面向南倾斜，可增加全年所接收到的太阳辐照量；
3、(2)能改变各个月份光伏阵列表面所接收到的太阳辐照量的分布：在北半球，夏天时太阳偏头顶运转，高度角较大；而冬天则偏南运转，高度角偏小。因此如果将光伏阵列向南倾斜，虽然夏天接收到的太阳辐照量有所减小，但是冬天接收到的太阳辐照量会有所增加，也就使全年太阳辐照量趋于均衡。
4、本发明的目的还包括将分布式光伏系统数据接入地调ems平台一体化平台，实现大规模分布式光伏群调功能。
5、分布式电源集群调度控制系统是实现分布式电源集群调控的重要手段，在分布式电源集群调控方面，国内外实际工程案例较为少见，仅见于个别示范工程，如国家电网于2015年启动“安徽金寨区域分散型可再生能源发电集群示范工程“项目。该示范工程区域内具备风电、光伏、生物质等多种可再生能源形式，其中户用光伏26.2mw，村集体光伏电站29.53mw，地面光伏电站280mw，生物质发电36mw，存在分布式可再生能源多种类、多容量、高密度、大规模、区域分散的特点，造成分散式光伏并网接入难、负荷送出难、安全管控难、服务难、结算难等问题。项目从集群划分、“源-网-荷-储”协同优化规划设计、典型集群应用模式、多元电能质量治理装置优化配置等方面开展研究，研发了一套全新的集群调控系统，通过群内自治、群间协调、输配协同3个环环相扣的控制策略，实现分布式能源智能、友好、高效融入电网。该系统部署在金寨示范区域内，能够接收地调指令，尚不能解决整个地区电网分布式电源集群调控问题。
6、实现本发明目的的技术解决方案为：
7、屋顶分布式光伏系统优化设计方法，包括步骤：
8、根据户用光伏系统安装屋顶信息，判断安装屋顶是否可以设置最优倾角；
9、若判断可设置最优倾角，根据当地辐照中的直射辐照分量以及散射辐照分量，判断该地点是否有必要设置最优倾角；
10、若判断有必要设置最优倾角，采用年发电量最优的目标来设置光伏阵列倾角角度。
11、优选的，还包括步骤：
12、将分布式光伏系统数据接入地调ems平台一体化平台，实现分布式光伏群调功能。
13、优选的，判断安装地点是否可以设置最优倾角前，针对接入配电网的户用光伏系统，确定户用光伏系统所安装的屋顶是否具备安装支架的条件：
14、当户用光伏屋顶不具备安装支架条件，则采用与屋顶面贴合安装的方式进行户用光伏系统光伏阵列的安装与排布；
15、当屋顶可安装光伏支架，采用支架安装光伏阵列。
16、优选的，根据当地辐照中的直射辐照分量以及散射辐照分量，判断该地点是否有必要设置最优倾角的方法包括：：
17、获取该地区历史辐照数据，包括总辐照、直射辐照以及散射辐照；
18、对比该地区辐照成分，当该地区年平均散射辐照比直射辐照高出一定比例λ时，直接采用与屋顶贴合安装的方式；
19、当该地区直射辐照高于散射辐照或散射辐照高于直射辐照的量小于λ时，采用最优倾角设计方法进行设计。
20、优选的，最优倾角角度的计算方法包括：
21、假定倾斜面上总辐射量为ht、直接辐照量为hbt、天空散射辐照量为hdt，则有式(1)所示关系：
22、ht＝hbt+hdt (1)
23、直接辐照量为hbt与水平面上直接辐照度hb关系如式(2)所示：
24、hbt＝hbgrb (2)
25、hbt与hb的比值rb由式(3)决定：
26、
27、其中：为当地纬度，β为光伏阵列倾角，δ为太阳赤纬角，ωs为水平面上日落时角，ωst为倾斜面上日落时角。
28、优选的，式(3)中，太阳赤纬角δ表示为：
29、
30、其中：n为一年中从元旦算起的天数；
31、水平面上日落时角ωs表示为：
32、ωs＝cos-1[-tanφtanδ] (5)
33、倾斜面上日落时角ωst表示为：
34、ωst＝min{ωs,cos-1[-tan(φ-β)tanδ]} (6)。
35、优选的，天空散射辐照量hdt的计算，采用hay模型，hay模型如下式所示：
36、
37、其中，hd和h分别为水平面上散射辐照度和总辐照度，h0为大气层外水平面上辐射量。
38、优选的，大气层外水平面上辐射量的计算如式(8)所示：
39、
40、式中：irrstc为太阳常数，取1367w/m2。
41、优选的，所述倾斜面上总辐射量为ht，综合公式(1)-公式8后，得出表达式：
42、
43、根据式(9)求得光伏组件表面辐照最大时倾角。
44、优选的，所述λ取20％～30％。
45、一种屋顶分布式光伏系统，包括：
46、判断模块，用于根据户用光伏系统安装屋顶信息，判断安装屋顶是否可以设置最优倾角；
47、执行模块，用于若判断可设置最优倾角，根据当地辐照中的直射辐照分量以及散射辐照分量，判断该地点是否有必要设置最优倾角；若判断有必要设置最优倾角，采用年发电量最优的目标来设置光伏阵列倾角角度。
48、优选的，所述执行模块，还用于将分布式光伏系统数据接入地调ems平台一体化平台，实现分布式光伏群调功能。
49、优选的，所述判断模块，还用于，针对接入配电网的户用光伏系统，确定户用光伏系统所安装的屋顶是否具备安装支架的条件：当户用光伏屋顶不具备安装支架条件，则采用与屋顶面贴合安装的方式进行户用光伏系统光伏阵列的安装与排布；当屋顶可安装光伏支架，采用支架安装光伏阵列。
50、一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法的步骤。
51、一种存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法的步骤。
52、本发明与现有技术相比，其显著优点为：
53、本发明介绍了一种屋顶分布式光伏系统优化设计方法，通过对户用光伏建设地区地形判断、户用光伏建设地区辐照成分的分析，可精确判断该地区是否可对分布式屋顶光伏系统设置最优倾角，提升了系统是否适合设置最优倾角的精确性与快速性，具体的：
54、(1)将屋顶分为可设置倾角屋顶以及不可设置倾角屋顶，对于不可设置倾角屋顶直接采用贴合安装，简化设计流程；
55、(2)对于可设置倾角屋顶，提出当地辐照成分分析的方法，快速确定该地区是否适合设置最优倾角，避免采用倾角计算公式增加设计工作量，简化设计流程；
56、(3)对于可设置倾角屋顶，采用全年辐照最优倾角设计方法来确定光伏阵列倾角，确保全年发电量的最优。
57、(4)屋顶分布式光伏系统数据接入地调ems平台一体化平台，实现大规模分布式光伏群调功能。
1.一种屋顶分布式光伏系统优化设计方法，其特征在于，包括步骤：
2.根据权利要求1所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法，其特征在于，还包括：
3.根据权利要求1所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法，其特征在于，判断安装地点是否可以设置最优倾角前，针对接入配电网的户用光伏系统，确定户用光伏系统所安装的屋顶是否具备安装支架的条件：
4.根据权利要求1所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法，其特征在于，根据当地辐照中的直射辐照分量以及散射辐照分量，判断该地点是否有必要设置最优倾角的方法包括：
5.根据权利要求1所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法，其特征在于，最优倾角角度的计算方法包括：
6.根据权利要求5所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法，其特征在于，式(3)中，太阳赤纬角δ表示为：
7.根据权利要求6所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法，其特征在于，天空散射辐照量hdt的计算，采用hay模型，hay模型如下式所示：
8.根据权利要求7所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法，其特征在于，大气层外水平面上辐射量的计算如式(8)所示：
9.根据权利要求8所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法，其特征在于，所述倾斜面上总辐射量为ht，综合公式(1)-公式8后，得出表达式：
10.根据权利要求4所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法，其特征在于，所述λ取20％～30％。
11.一种屋顶分布式光伏系统，其特征在于，包括：
12.根据权利要求11所述的屋顶分布式光伏系统，其特征在于，所述执行模块，还用于将分布式光伏系统数据接入地调ems平台一体化平台，实现分布式光伏群调功能。
13.根据权利要求11所述的屋顶分布式光伏系统，其特征在于，所述判断模块，还用于，针对接入配电网的户用光伏系统，确定户用光伏系统所安装的屋顶是否具备安装支架的条件：当户用光伏屋顶不具备安装支架条件，则采用与屋顶面贴合安装的方式进行户用光伏系统光伏阵列的安装与排布；当屋顶可安装光伏支架，采用支架安装光伏阵列。
14.一种电子设备，其特征在于，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-10任一项所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法的步骤。
15.一种存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-10任一项所述的屋顶分布式光伏系统优化设计方法的步骤。
