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光伏阵列最正确倾角计算方法的开展
摘要，最正确倾角的时空分布变化特点，全国主要站点不同季节和全年最正确倾角等结果。对于并网光伏发电系统，
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杨金焕采用散射辐射各向异性的Hay模型，给出了方位角为0和不为0两种情况下的斜面总辐射量和最正确倾角的计算方案[13、14]，其中对方位角为0的情况，采用了对斜面辐射计算式求导的方法，给出了最正确倾角的解析计算式。杨金焕的文献注意发表时间顺序。
以上对最正确倾角的计算，对并网光伏发电系统是以斜面年辐照度最大为条件的，对离网光伏发电系统则需考虑辐射的年分布特性、蓄电池和负载情况等。杨金焕在综合考虑斜面太阳辐射量的连续性，均匀性和极大性根底上，研究了离网光伏发电系统最正确倾角计算方法[15]。汪东翔[16]则将辐射全年分布的均匀性进展量化，在倾角计算时兼顾了均匀性和极大性。而近年来最新的研究更是引入了多目标优化的方法，充分考虑辐射均匀性[17]或是倾角对间距系数的影响、不同倾角的安装本钱等发电量以外的因素[18、19]，从光伏电站效益最大化出发，进展最正确倾角的设计。
通常光伏阵列都是固定倾角安装的，而为了获取更多的斜面辐射量，近年来也出现了按季节或按月进展调整的光伏阵列最正确倾角的研究。如韩斐等[20]以**为例，计算得到按季节调整的阵列得到的斜面辐射量比全年固定式的增加了约5%。黄天云[21]分析格尔木*实际电站的半年运行数据发现，按季节调整的阵列发电量比固定式大了8%，而额外的人工本钱不到增加发电收入的4%。陈正洪等[22]通过**地区不同倾角光伏组件一年的实验结果发现，一年之中只需在春、秋过渡季节调节〔4〕 2次，就能使得光伏阵列根本保持在最正确倾角状态，到达较高的发电效率。
近年来，除了采用月平均辐射数据进展最正确倾角计算外，也有局部研究利用逐时辐射数据开展研究，申政等[23]利用中国气象局和清华大学共同出版的"中国建筑热环境分析专用气象数据集〞中的典型气象年逐时水平面总辐射和散射辐射进展了最正确倾角的计算，并发现我国大局部地区方位角应朝东偏离正南一定角度可增加斜面辐射量。魏子东等[24]利用美国能源部提供的**市中国标准气象数据中的逐时辐射量也进展了类似的研究。利用逐时辐射数据计算可反映太阳辐射在午前午后的差异，因此在计算最正确倾角的同时，还可以计算最正确方位角，但仅限于局部一级辐射观测站点有这种数据，因此在工程实际应用中利用逐时数据进展计算的还较为少见。
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总的来说，根据对象的不同，最正确倾角计算方法可分为针对离网系统和针对并网系统两类；根据安装方式不同，可分为针对固定安装和可调式安装两种情况；根据阵列方位角的的不同，可以分为方位角为0和不为0两种情况。根据所采用辐射数据的不同，又可分为利用月数据和逐时数据两类。由于目前并网光伏发电系统已成为光伏利用的主流，且逐时辐射数据较难以获得，因此本文主要介绍利用月辐射数据、，针对固定安装的并网光伏系统的最正确倾角计算方法。
2 最正确倾角计算方法
水平面太阳辐射量的计算
要进展斜面辐射量和最正确倾角的计算，如果不能直接获取水平面上总辐射量和直接辐射量，则首先需要利用其他气象资料进展水平面上太阳辐射量的计算反演。目前对地面辐射量的反演可分为统计反演法和物理反演法两类，下面分别介绍如下：
〔1〕统计反演法
即基于地面气象站的观测资料，建立太阳辐射量与其相关关系，利用这种相关进而间接计算周边气候特征类似站点的太阳辐射量。
在统计法计算各月的太阳辐射量时，一般使用表1中的日期作为各月代表日，由此求得辐射各月平均值。代表日期的选取是依据最接近该月平均天文辐射值的原则来选取的，这种方法计算简便，能满足工程需要[25]。
表1 各月代表日和对应赤纬取值
月份
代表日
n〔日序数〕
〔平年/闰年〕
(o)
〔平年/闰年〕
1月
17日
17
-
2月
16日
47
-
3月
16日
75/76
-/-
4月
15日
105/106

5月
15日