(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210641218.X (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 中国水利水电科 学研究院 地址 100038 北京市海淀区复兴 路甲1号 申请人 国家电投集团云南国际电力投资有 限公司 (72)发明人 罗久富　隋欣　吴智泉　魏毅　 罗小林　张新　赵世麒　吴赛男　 梁松　罗忠新　袁涛　 (74)专利代理 机构 成都方圆聿联专利代理事务 所(普通合伙) 51241 专利代理师 李鹏 (51)Int.Cl. G01W 1/02(2006.01) G01D 21/02(2006.01) (54)发明名称 一种光伏电站场区气象微环境监测系统及 其应用 (57)摘要 本发明公开了一种光伏电站场区气象微环 境监测系统及其应用， 包括： 光伏场内影响监测 系统和场外对照监测系统。 系统包括： 支撑骨架， 包括垂直立杆和水平横臂； 数据采集组件， 包括 温度、 湿度、 风速、 风向、 气压、 降雨量、 光合有效 辐射、 四分量监测模块， 监测模块安装在支撑骨 架上， 数据通过数据线传入存储组件， 通过无线 通讯组件与在线存储云平台共享； 中控箱， 内置 数据存储组件、 无线通讯组件、 蓄电池； 供电组 件， 利用太阳能板和蓄电池提供工作电源。 本发 明通过光伏场区与对照区同步监测、 立杆和横臂 组合实现光伏组件上方与下方监测模块多点布 局， 保障该方法获得时间、 空间尺度上的光伏电 站影响下的气象微环境数据， 提高监测结果精准 性， 监测方法可推广。 权利要求书2页 说明书6页 附图3页 CN 114966896 A 2022.08.30 CN 114966896 A 1.一种光伏电站场区气象微环境 监测系统， 包括： 位于光伏电站场区中心的光伏场内影响监测系统(A)； 以及 位于距光伏电站场区边缘100m处平坦、 无遮挡、 无人类活动干扰区的光伏场外对照监 测系统(B)； 其中： 光伏场内影响监测系统(A)和光伏场外对照监测系统(B)包括： 支撑骨架(1)； 数据采集组件(2)； 安装在支撑骨架(1)上的中控箱(3)； 以及 供电组件(4)； 支撑骨架(1)包括： 安装在光伏场区中心光伏组件行间中轴线上的场 内支撑骨架(A1) 以及安装在与光伏场区支撑骨架(A1)处于相同海拔、 坡度、 坡向、 坡位的位置的场外支撑骨 架(B1)； 数据采集组件(2)包括： 场 内影响监测系 统数据采集组件(A2)以及场外对照监测系 统 数据采集组件(B2)； 中控箱(3)包括： 箱体(31)、 信号处理组件(32)、 计算存储组件(33)、 无线通讯组件 (34)， 通过数据传输线与数据采集组件(2)进 行数据通讯， 通过无线通讯组件将数据上传至 在线存储云平台； 供电组件(4)包括： 太阳能板(41)、 蓄电池(42)、 输电线(43)， 蓄电池(42)安装在所述中 控箱(3)内， 通过输电线(43)连接， 为场内和场外监测系统提供工作电源。 2.根据权利要求1所述的光伏电站场区气象微环境 监测系统， 其中： 所述场内支撑骨架(A1)包括垂直 立杆(A11)和水平横臂(A12)； 所述场内支撑骨架(A1)高度高于光伏组件最高边 缘1.5m； 所述水平横臂(A12)利用螺栓、 螺母和管卡固定在垂直立杆(A11)上并与之夹角为∠ 90°， 距离地面1.5m， 横臂两臂分别从邻近光伏板前檐和后檐伸入， 终点位于光伏板中垂线 处， 与前檐和后檐在地 面的垂直投影夹角为∠90 °。 3.根据权利要求1所述的光伏电站场区气象微环境 监测系统， 其中： 所述场内影响监测系统数据采集组件(A 2)包括： 光伏板上 方数据采集组件(A 21)以及光伏板下 方数据采集组件(A 22)； 所述场外对照监测系统数据采集组件(B2)包括： 温度监测模块(B21)、 湿度监测模块(B22)、 风速监测模块(B23)、 风向监测模块(B24)、 气压监测 模块(B25)、 降水量监测 模块(B26)、 光合有效辐射监测 模块(B27)、 四分量监测 模 块(B28)； 各监测模块 安装在场外支撑骨架(B1)。 4.根据权利要求3所述的光伏电站场区气象微环境 监测系统， 其中： 所述光伏板上 方数据采集组件(A 21)包括： 温度监测模块(A211)、 湿度监测模块(A212)、 风速监测模块(A213)、 风向监测模块 (A214)、 气压监测模块(A215)、 降水量监测模块(A216)、 光合有效辐射监测模块(A217)、 四 分量监测模块(A 218)； 各监测模块 安装在垂直 立杆(A11)； 所述光伏板下 方数据采集组件(A 22)包括：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114966896 A 2温度监测模块(A221)、 湿度监测模块(A222)、 风速监测模块(A223)、 风向监测模块 (A224)、 光合有效辐射监测模块(A225)、 四分量监测模块(A226)； 各监测模块安装在水平横 臂(A12)上。 5.根据权利要求1所述的光伏电站场区气象微环境 监测系统， 其中： 所述数据采集组件(2)的工作方法包括： 光伏板上 方数据采集组件(A 21)监测光伏板上 方气象要素； 以及 光伏板下 方数据采集组件(A 22)监测光伏板下 方气象要素。 6.根据权利要求 4所述的光伏电站场区气象微环境 监测系统， 其中： 光伏板下 方数据采集组件(A 22)分布在光伏板垂直投影区和光伏组件行间； 所述温度监测模块(A221)、 湿度监测模块(A222)、 风速监测模块(A223)、 风向监测模块 (A224)安装在水平横臂(A12)一端； 所述四分量 监测模块(A 226)水平横臂(A12)另一端； 所述光合有效辐射 监测模块(A 225)在水平横臂(A12)上多点 位安装； 所述光合有效辐射监测模块(A225)安装点位包括： 光伏板垂直投影区和光伏组件行间 不同位置； 设定横臂两臂长度均为L， 光伏板垂直投影区区段L1和光伏组件行间区段L2的长 度之和等于L， 即L1+L2＝L。 7.根据权利要求6所述的 的光伏电站场区气象微环境 监测系统， 其中： 光伏板垂直投影区区段L1在远端、 中位点、 前檐和后檐垂直投影处布设光合有效辐射监 测组件， 即以横臂远端为 起点， 板下光 合有效辐射 监测点布设在0、 1/2L1、 L1位置处； 光伏组件行间区段L2以垂直立杆(A11)为起点， 光合有效辐射监测点布设在1/4L2、 1/ 2L2、 3/4L2位置处。 8.根据权利要求6所述的光伏电站场区气象微环境 监测系统， 其特 征在于： 计算光伏场光伏板下 方不同位置光 合有效辐射日总量， 计算公式如下： 其中， DLI(A)为位置A的光合有效辐射日总量(mol ·m‑2·d‑1)， PPFD为光合有效辐射监 测值( μmol ·m‑2·s‑1)， t0、 ti分别为位置A光合有效辐射监测模块所监测PPFD＞0的起始时 间和结束时间。 9.根据权利要求1所述的光伏电站场区气象微环境 监测系统， 其中： 太阳能板(41)利用螺 栓、 螺母固定在支撑骨架(A1、 B1)上。 10.一种根据权利要求1～9任一所述监测系统在光伏电站场区气象微环境监测中的应 用， 根据光合有效辐 射日总量绘制年内变化规律， 根据植物光资源生态位筛选光伏场区适 宜植物进行不同位置植物种植模式布局。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114966896 A 3