【正文】 h 230 /Wm? 1479h 280 /Wm? 2135h 南面 230 /Wm? 4961h 23 0 /Wm? 657 h 280 /Wm? 3142h 北面 230 /Wm? 5672h 230 /Wm? 2189h 280 /Wm? 899 h 屋頂南 230 /Wm? 4725h 230 /Wm? 382 h 280 /Wm? 3653h 屋頂北 230 /Wm? 4855h 230 /Wm? 502 h 280 /Wm? 3403h 6 由于當輻射總量 230 /Wm? 時，各個光伏電池均不工作，所以該段時間可忽略不計。單晶硅或多晶硅的選擇則是依據(jù)發(fā)電量盡量大，價格盡量低的原則進行。而南面輻射強度很高，可得用一種電池鋪設即可。 （ 1）鑒于對于單晶硅的考慮，由于 1A 與 3A 尺寸（長寬）相同，轉(zhuǎn)化效率上 3A 高于 1A ，而價格上 3A 低于 1A ，故舍棄 1A ； （ 2）由附件 4可知，北向總輻射強度相對于其他方向過小，故決定北墻不進行電池板的鋪設； 貼附安裝方式 假設光伏電池是貼附安裝在小屋表面的，首先考慮其安裝方式以達到各個墻面發(fā)電量的最大化。事實上，墻體并不為規(guī)則的矩形，可根據(jù)門窗的形狀對墻體進行分割，劃分出若干個規(guī)則的小矩形，仍采用上述的程序逐一遍歷，得到鋪設的最佳結(jié)果。 14 表八：部分電池板在部分墻體的情況 型號 發(fā)電量 價格 單位電量的價格 A2 tP? A3 tP? A4 tP? 221265 A5 tP? A6 tP? B1 tP? 172250 B2 tP? 156000 B3 tP? 149625 B4 tP? 156000 B5 tP? 136500 B6 tP? B7 tP? 168750 方案討論 圖二：方案一主用 A3鋪設的小屋 15 方案一：主用 A3鋪設： 東面： 8 個 A3 并聯(lián)，用一個 SN4 逆變， 7 個并聯(lián)的 A3 與 4 個串聯(lián)的 C7進行并聯(lián)，用一個 SN4 逆變器逆變； 西面： 16 個 A3，每 4個串聯(lián)成一組再進行并聯(lián)，并用 SN14 逆變器逆變；并分別4 個 C7 串聯(lián)后與 1個 A3 并聯(lián)，并用一個 SN4 逆變器對其逆變； 南面： 8 個 A3 分別并聯(lián)， 20 個 C7 分為 5 組，每組 4個進行串聯(lián)，最后將 8個并聯(lián)的 A3 與 5 組串聯(lián)的 C7 再次進行并聯(lián)，用一個 SN4逆變器逆變； 南頂：共用 40 塊 A3，以 6 塊為一組進行串聯(lián)，再并聯(lián)成 6 組，用一 個 SN15 逆變器逆變。 北頂：共用 6 塊 A3，與南頂剩余的 4 塊共十塊，分為兩組，每組五個光伏電池串聯(lián)，并聯(lián)成兩組，用一個 SN13 逆變器逆變； 參數(shù)設置：墻面總輻射強度 總iP ，其水平分量為 xiP總 ， ? 為屋頂南面與水平面的夾角， ? 為屋頂北面與水平面的夾角。 7塊 B3串聯(lián)接SN12 逆變器輸出； 8 個 C7 串聯(lián)為一組件，共有 7個 C7組件， 3個 B3串聯(lián)為另一組件， 8 個組件再進行并聯(lián)，接 SN7進行輸出。剩余一塊。 圖五： B3鋪小屋后視圖 東墻的輸出電能：（ 131y 是指 SN12中使用 B3的數(shù)量， 132y 是指 SN7中使用 B3的數(shù)量 ） 111 7371737172313223112231312311 ?????? ?????? zSPySPySPQ 其中 4 7 0 9 8 ???S , 1 1 0 1 ??S %?? , %?? , %9412?? ， %907 ?? ， 131y =7， 132y =3， 17z =56 1P 的實時數(shù)據(jù)見 附表 1 西墻的 輸出電能： 111 41323132437273721423232322 ?????? ?????? xSPzSPySPQ 其中 2 7 6 6 0 8 ???S , 1 1 0 1 ??S , 4 7 0 9 8 ???S 18 % ?? , % ?? ， %?? ， %864?? ， %9414?? ， 123?x ， 1423?y ，427?z ， 2P 的實時數(shù)據(jù)見 附表 1 南頂?shù)妮敵鲭娔埽? 11523532355 ?? ??ySPQ 其中 4 7 0 9 8 ???S 2853?y ， % ?? ， %9415?? ， 5P 的實時數(shù)據(jù)見 附表 1 北頂?shù)妮敵鲭娔埽? 11223632366 ?? ??ySPQ 其中 4 7 0 9 8 ???S % ?? , 763?y ， %9412?? ， 6P 的實時數(shù)據(jù)見 附表 1 表九：方案一小屋表面的每小時總發(fā)電量：（ W/h） 東 墻 西 墻 南 墻 南 屋 頂 北 屋 頂 總計 表十：方案二小屋表面的每小時 總發(fā)電量：（ W/h） 東 墻 西 墻 南 墻 南 屋 頂 北 屋 頂 總計 0 表十一：方案一的成本： 型號 數(shù)量 方向 東墻 西墻 南墻 南屋頂 北屋頂 總計 A3 15 17 8 40 6 86 C7 4 4 20 0 0 28 19 SN4 2 1 1 0 0 4 SN13 0 0 0 0 1 1 SN14 0 1 0 0 0 1 SN15 0 0 0 1 0 1 表十二：各光伏電池板價格 價 格 類別 A3 C7 SN4 SN13 SN14 SN15 總計 個數(shù) 86 28 4 1 1 1 121 單價 2980 6900 10300 15300 220xx 小計 256280 27600 10300 15300 220xx 表十三：方案二的成本： 型號 數(shù)量 方向 東墻 西墻 南屋頂 北屋頂 總計 A3 0 1 0 0 1 B3 13 14 29 6 62 C7 56 4 0 0 60 SN4 0 1 0 0 1 SN7 1 0 0 0 1 SN12 1 0 0 1 2 20 SN14 0 1 0 0 1 SN15 0 0 1 0 1 類別 價格 個數(shù) 單價 小計 A3 1 2980 2980 B3 62 2625 162750 C7 60 1152 SN4 1 6900 6900 SN7 1 10200 10200 SN12 2 6900 13800 SN14 1 15300 15300 SN15 1 220xx 220xx 總計 129 235082 表十四：方案一與方案二的比較： 類別 性 價 年發(fā)電總量 ( 0W ) （ kw/h） 成本（元） 單位發(fā)電量 （ kw/h 元 ） 方案一 方案二 235082 通過表分析得出，雖然方案一的成本較高，但其年發(fā)電總量較方案二高且其單 位發(fā)電量價格比方案二要低一些，所以方案一更能滿足是小屋的全年太陽能光 21 伏發(fā)電總量盡可能大，而單位發(fā)電量的費用盡可能小的條件。 壽命期內(nèi)的發(fā)電總量 W：（其中 0W 為方案一中的年發(fā)電總量） w / h7 0 2 8 2 7 . 3 7 000 ????????? WWWW 經(jīng)濟效益 T： WT ? = 回收 年限：由上表可知，方案一的成本為 元，所以易得前 25 年無法收回成本，經(jīng)過計算可知， 25 年后仍需 8 年才能收回成本開始盈利，所以需要 33 年。選擇不同的傾角，將對各個月份方陣面接受到的太陽能輻射量產(chǎn)生較大差別。 因為在不同的應用中最佳傾角是不同的，在獨立光伏電池作用的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，由于受到蓄電池核電太陽輻射強度、光線入射角、環(huán)境、建筑物 所處的地理緯度、地區(qū)的氣候與氣象條件狀態(tài)等因素的限制，因此要考慮光伏方陣面上太陽輻射量的連續(xù)性，均勻性和極大性等等，還要保證在發(fā)電較少的月份有該陣列仍能維持正常。 由于大同市氣象站所提供的氣象數(shù)據(jù)都是水平面上的太陽輻射數(shù)據(jù)，同時我們需要通過相對較為復雜的計算來確定傾斜面上的太陽輻射量。 22 圖： 傾斜面上日平均太陽照射量 最佳方陣傾角計算 方陣傾角 固定式光伏方陣，應盡可能朝向赤道傾斜安裝，這樣可以增加全年接受到的太陽輻照量。顯然這不是太合適的。公式如下 d ( 1 ) ( 1 )22HR D C O S C O SH??????? ? ? ? ? (1) 其中， R? —— 傾斜面上日平均輻照量與水平面上日平均太陽輻照量的比值； dH? —— 水獲取初始值 通過公式 進行計算 取下一個角度 結(jié)束 輸出最佳傾角及對應輻射值 是 否 23 平面上平均太陽輻照量； H? —— 水平面上日平均總輻照量； ? —— 仿真方陣傾角； ? ——表面反射率，在一般情況下是小于 的。 ? ? ? ? ?? ?? ?m a x 0 , ,m a x 0 , , ,rs r s s s rGsGGD ??? ? ? ??????? ss srsr ss????如 果如 果 （ 2） 其中， ss? —— 傾斜面上日落時角； sr? —— 傾斜面上日出時角； s? —— 水平面上日落時角。 因為相對于問題一來講，問題二所做的改變僅僅是將傾角進行改變，并將其架空，所以其成本并未發(fā)生改變，改變的是屋頂?shù)妮椛淇偭俊７駝t k← k+1,轉(zhuǎn) (2). 該算法可以求得任意兩個路口之間的最短路徑并給出路徑所經(jīng)過的路口。因此利用程序篩選出沿最短路徑到平臺的路程小于 6 km 的路口編號，即為該平臺所管轄的路口 . 在保證警力經(jīng)最短路徑由平臺到達事發(fā)路口的時間不超過 3 分鐘的前提下，通過程序粗略得到每個平臺可控制的路口，如下所示 平臺編號 平臺可在 3分鐘到達的路口的編號 1 42 43 44 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 2 40 42 43 44 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 78 3 43 44 54 55 64 65 66 67 68 70 76 4 57 58 60 62 63 64 65 66 5 47 48 49 50 51 52 53 56 58 59 6 47 48 50 51 52 56 58 59 7 30 31 32 33 34 47 48 8 31 32 33 34 35 36 37 45 46 47 9 31 32 33 34 35 36 37 45 46 10 11 25 26 27 12 25 13 21 22 23 24 14 15 31 26 16 33 34 35 36 17 40 41 42 43 70 72 18 71 72 73 74 77 78 79 80 81 82 83 84 85 87 88 89 90 91 19 64 65 66 67 68 69 70 71 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 20 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 由于某些路口處于城市繁華地段，其道路密集程度高，所以平臺也較為密集，這樣就出現(xiàn)某些路口可以同時為多個平臺所控制，即有多個平臺在三分鐘內(nèi)都可以到達該路口。 配置原則 1：就近出警原則 根據(jù)該路口沿最短路徑到達各個平臺時，距離哪個平臺的最近，就將該路口分配給哪個平臺。 其余重復出現(xiàn)的路口也據(jù)此原則進行分配，考慮到數(shù)據(jù)量大，以及可移植 性，我們利用 Matlab 編程序來實現(xiàn)該分配。這時僅根據(jù)距離進行劃分會導致某些平臺出警次數(shù)過高，任務過重甚至無法完成任務。 為此，我們給出每個平臺的出警率的定義 定義 1：令每