一、平台简介

随着“碳中和、碳达峰”目标的提出，新型电力系统需要海量精准的数据作为分析研究、投资测算、市场交易的判断依据。羲和能源大数据平台拥有全球历史和预测的高精度、小时级气象数据，及以此为基准计算得到风电、光伏小时级发电功率曲线，能够为客户提供高质量、高精度、高性价比的海量数据。

地理位置选择

位置搜索：可以在地图上选取、或直接输入目标位置。如输入：“南京市玄武湖公园”然后单击回车确定即可
经度纬度：如果您知道目标位置的准确经度纬度，也可以直接输入
时区：为保证下载数据起始时间与当地时区相符，需要输入目标位置所在时区。默认为中国时区（GMT +8）
起止时间：规定导出数据下载的起止时间，精确到小时。如2018年1月1日0:00-2018年12月31日23:00
数据源：系统内置多个全球权威气象数据库，选择一个作为相关基础数据。系统当前已包含NASA、欧洲气象中心的历史气象数据以及未来7天的气象预测数据

气象数据模块

气温：指高地面约1.5-2米处百叶箱中的温度

湿度：指高地面约1.25～2米的空气湿度

气压：指该地区的气压值
地面风速：指高地面约10米的风速
降水量：是指从天空降落到地面上的液态或固态（经融化后）水，未经蒸发、渗透、流失，而在水平面上积聚的深度
地表水平辐射：射入地表单位水平表面的太阳辐射总量
风向：指风的来向，正北方向为0°，顺时针为正

下载：将指定地区、指定时间的气象数据下载至本地电脑

风电模块的介绍

风机型号：指风力发电机组品牌、机组典型型号等。如不确定可以选择默认值

轮毂高度：风力发电机组轮毂建设高度。如不确定可以选择默认值

装机容量：地区风力发电总装机容量

新建风机：支持自定义风机型号，通过新建特定型号的风力发电机组，并赋予参数

下载：将指定地区、指定时间及指定风力发电机组或风场的发电功率曲线下载至本地电脑

光伏模块的介绍

材料类型：选择光伏板的材质。不同材质对光伏板发电效率有一定影响。目前主流光伏板材质为单晶硅或多晶硅

地形：不同地形、地表材料、屋顶材料会对光伏板发电效率造成影响

太阳追踪：光伏发电板是否具有太阳追踪功能。如没有请输入光伏板安装的倾角和朝向，或通过自动优化得出发电量最大的倾角和朝向（可作为无追踪功能的默认选项）

自动优化倾斜角/朝向：平台结合近10年的历史光照数据计算得到的最优倾角和朝向角，结果可供光伏设计参考

光伏发电系统设置：可以在该模块指定光伏组件和逆变器的典型型号以及光伏收益测算的相关参数，可以自动计算光伏系统的配置参数并且支持修改校验

太阳能资源评估报告：根据选择的坐标以及近十年的气象数据生成一份该位置的资源评估报告

下载：将指定地区、指定时间及指定光伏发电场的发电功率曲线下载至本地电脑

二、应用案例

案例一：单风电光伏机组发电曲线
问题：研究工业园区孤岛微网经济调度，针对含新能源、储能、燃气发电机组、冷热电三联供等设备的综合能源系统，考虑系统内风电机组光伏电站出力特性及其对系统经济运行的影响。
需求：需要多组风力发电机光伏板168小时（一周）的实际发电曲线。
解决方案：确定系统所在位置，填写风力光伏机组装机容量及型号参数，输出不同季节、天气下的发电功率曲线。

案例二：某地区新能源年度发电功率曲线
问题：研究某省份2030年新能源大规模接入时电网消纳能力，计算弃风弃光率及电网断面阻塞率，分析电网建设规划需求及储能配置需求。
需求：需要该省份全部风力+光伏机组全年8760小时的发电曲线。
解决方案：联系客服人员，下载风电光伏场组群表格模板，按照表格格式填写相关参数，上传至软件即可批量下载全省新能源年度发电功率曲线。
案例三：规划风电光伏场站发电量预测
问题：打算某县城投资建设一座50MW光伏发电站。需要预测该发电站年度发电曲线，从而进行投资收益率分析。如果在电力现货市场试点区域，还需要考虑光伏发电上网电价变化情况。
需求：需要预测该50MW光伏发电站年度发电功率时序曲线。
解决方案：确定光伏发电站在地图上的位置，填写规划的光伏电站参数及机组特性，下载其在历史50年不同天气变化下的发电曲线，即可以拟合出其建成后年度发电功率时序曲线。

案例四：新能源参与的电力市场边界分析
问题：售电公司需要对未来一周的电力现货市场进行预测，通过预测电力现货市场价格，安排中长期电量与现货电量比例。新能源发电量是影响电力现货市场价格的重要因素之一。
需求：需要未来一周新能源发电量的粗预测及24小时的发电量精细预测。
解决方案：联系客服人员，下载风电光伏场组群表格模板，按照表格格式填写相关参数并上传至软件。选择气象预测数据库即可下载相应时间内的新能源预测数据。

三、收费标准和计费规则

收费标准

计费规则

在新的一年里，为了感谢各位用户的关注与信任，同时为了庆祝羲和能源大数据平台全新版本的正式上线，我们推出了优惠活动。上传学生证可认证为学生用户，享八五折优惠。

四、光伏计算介绍

太阳位置模型

太阳相对于地球表面观测者的位置对于光伏系统建模是必须的输入，通常太阳的位置计算包括以下几个:

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(θ_hr): 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θ_hr的变化每小时为15°。时角的计算过程中，T_solar代表的是当地太阳时，T_loacl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。

从上面两个表格中可以看出，水平辐射年总量，水平散射年总量和散射比三个参数对比来看，Meteonorm的辐射量数值偏低，散射比偏高，在光伏计算的过程数值上偏保守。NASA的数值相对于其他三类数据偏高，散射比偏低。欧洲中期天气预报中心的数据与solargis的数据比较接近，数值在NASA与Meteonorm之间。

最后更新时间: 2022/08/24 11:30:34