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在雙碳政策的背景下，近年來光伏裝機量不斷攀升，但太陽能資源自身波動性及隨機性特點使其發電過程中的驟升或驟降現象對電力系統的合理調控和有效調度帶來困難，容易造成棄光現象的發生。準確預測光伏發電功率可以使電力調度部門及時調整調度計劃，提高電網運行的經濟性和穩定性，促進新能源消納。預測的結果精度與其時間尺度具有強相關性，因而對于光伏場站而言，分鐘級的出力預報信息具有較高的參考價值。 光伏發電功率預測是基于光伏電力不穩定性特征和電力系統實時平衡要求矛盾而產生的一種需求。超短期內光伏輸出功率爬坡主要由云團對太陽輻射無規律的遮擋造成，該遮擋過程難以量化，對超短期內光伏輸出爬坡預測造成了很大的困難。 為量化云團對太陽輻射的遮擋過程，本課題利用天空成像儀獲取云團參數（云高，云速，云團形狀），云高方面：基于雙目視覺原理，采用兩臺全天空成像儀捕捉天空圖片，根據雙目攝像機視差及其幾何關系反向推算得出云團高度；云速方面，結合單攝像機拍攝的連續天空圖像計算得到云團的運動速度矢量；云團形狀方面：利用圖像畸變矯正技術，結合云高信息，可獲取云團形狀信息。根據上述云團物理信息，默認云團運動狀態短期內保持恒定，對未來15分鐘內云團運動軌跡進行刻畫，再通過天文算法計算得到的太陽方位，推算得出當前云團狀況下未來15分鐘地面陰影的變化情況，以此判斷光伏板的遮擋情況。后根據云團厚度情況判斷其對太陽光的遮擋率大小，以其為依據對理論計算出的太陽輻照數據進行削減修正，由此完成未來15分鐘內的分鐘級超短期光伏功率變化預測。 本方法相比于基于衛星云圖的數值天氣預報，觀測設備僅需兩臺全天空成像儀，安裝更為靈活且兼具更優的性價比；設備還具備更高的時空分辨率，因而可以實現云團的精細觀測，從而可完成更高精度的預測任務，預測結果具備更高的準確性。 創新點 1、開發出一種基于雙目視覺原理及圖像處理技術的云團多尺度信息獲取方法。 2、開發出一種基于云團透射率和地面陰影軌跡預測的光伏場站出力分鐘級預測方法。 市場前景 隨著全球加快應對氣候變化，光伏市場需求持續增加，數據顯示，我國光伏行業在2021年繼續高歌猛進，光伏新增裝機創歷史新高，達到54.88GW。未來十幾年，中國太陽能裝機容量的復合增長率將高達25%以上。根據光伏發電行業國家政策規劃，未來將著力推進光伏基地化開發、分布式化開發以及綜合水風光的綜合基地開發。 無論是以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地開發，還是整縣屋頂分布式光伏試點的組織開展，或是綜合多種發電手段的新能源大規模發展，都需要準確的光伏發電功率預測為電網調度提供參考與保護。預測精度直接影響著電力系統的安全穩定運行，更會影響所有市場參與者的經濟收益。據統計，2019年，我國發電功率預測市場的規模為6.34億元，預計2019年至2024年市場年均復合增速為16.2%，預計2024年光伏發電功率預測市場規模將增加至6.51億元。從中可以看出，光伏出力預測具備廣闊的市場前景。 本成果可實現霧霾、多云等極端天氣下的分鐘級光伏出力預報，滿足對電網調度及運營管理的需求同時兼具精度與成本優勢。未來，隨著新能源信息化應用環節的增加以及應用對象的轉變，類似光伏功率預測等信息化服務將成為主要需求，光伏出力預測技術的應用規模將持續擴大，滲透率也將繼續加深。 應用案例 本成果已應用于中國長江三峽集團有限公司聯合華北電力大學和北京四方繼保自動化股份有限公司研發的面向大規模并網友好型風光儲場站群智慧運維系統。該系統依托于三峽集團烏蘭察布新一代電網友好綠色電站示范項目（項目總裝機：風電170萬千瓦、光伏發電30萬千瓦、配套建設55萬千瓦儲能系統），在電站現場部署了兩臺天空成像儀，并配備了集實時3d天空云團、電站精細模型、氣象站數據、電站實時發電功率、超短期功率預測等于一體的數字孿生3d可視化系統，極大提高了電站智慧運維的便捷性。

1. 痛點問題 光伏太陽能發電是實現雙碳目標的重要途徑。目前主流的光伏發電技術采用的是晶硅太陽能電池，但是它仍然存在著多種問題。主要包括效率還有待進一步提高；光電轉換效率受光照強度影響大（光照較弱的時候幾乎不發電）；有傾斜角要求不適合用于立面；不便用于需要透光的場合如窗戶等。 2. 解決方案 鈣鈦礦太陽能電池是新一代光伏發電技術的典型代表。鈣鈦礦是一類帶隙可調的材料，因而可以用來制備效率更高的疊層太陽能電池。作為直接帶隙材料，鈣鈦礦光吸收系數高，光電轉換效率不受光照強度影響，而且可以利用散射光發電，因此鈣鈦礦太陽能電池安裝沒有傾斜角要求。此外，還可以制備半透明的鈣鈦礦太陽能電池。基于鈣鈦礦太陽能電池的這些特點，可以開發多種形式的太陽能電池新應用場景。本實驗室開發了真空蒸發制備高效率鈣鈦礦太陽能電池的新工藝，并且通過多種方法大幅度提高了鈣鈦礦太陽能電池的穩定性，結合鈣鈦礦太陽能電池的特點可開發多種應用場景的太陽能光伏電池產品。 合作需求 可行的需求包括： 1、中試驗證和連續化生產線需要場地約800平方米，購置相關的設備需要資金約2000萬元。 2、從事光伏發電和清潔能源相關的企業，可開展合作技術開發和技術轉讓。

該成果可更細致的反應光伏組件戶外輸出性能，所研制的光伏組件戶外特性測試平臺，使光伏組件長期工作于戶外環境下，實時監測其輸出特性，并積累測量數據，以評估組件長期工作于戶外環境下的輸出性能，便于電站設計人員針對具體環境，選用更合理的光伏組件建設光伏系統。也為組件生產商和科研實驗工作提供了更好的保障與技術支持。

本發明公開了一種高性能光譜選擇性吸波元件及太陽能熱光伏系統，包括金屬基底、低折射率介質第一薄膜、高折射率半導體納米方塊陣列、低折射率介質第二薄膜和低折射率介質第三薄膜；低折射率介質第一薄膜均勻覆蓋在金屬基底上，其上構建棋盤狀周期排列的高折射率半導體納米方塊陣列，在高折射率半導體納米方塊陣列之間填充低折射率介質第二薄膜，在其頂部覆蓋低折射率介質第三薄膜。本發明通過對金屬表面介質薄膜的結構設計，獲得良好的光譜選擇性；通過選擇不同的金屬、半導體、介質材料，和（或）改變結構參數，實現靈活的截止波長調控及光譜選擇性；本發明同樣適用于耐高溫的金屬、半導體、介質材料，可在太陽能熱光伏系統中得到廣泛應用。

面向數據中心IDC或光接入網PON的短距離400G以上（多波或者單波）光相干通信技術，包括解決方案設計、低復雜度DSP技術、功耗和成本分析等。相干光通信技術通常被廣泛應用于長距離通信或數據中心互連（DCI），但近年來相干光通信技術逐漸具有向短距離通信場景（光接入網PON和數據中心內部）下沉的趨勢，用以解決單波長的數據傳輸能力。該成果在此短距離+高傳輸速率的應用場景下，提供從系統級相干光通信仿真系統與相干光通信系統實驗驗證平臺的整體解決方案，在此方案基礎上，分析研究傳輸技術性能指標，簡化數字信號處理（DSP）功能，研究分析系統功耗和成本，并基于FPGA芯片對DSP算法進行功能驗證

本發明公開了一種用于光伏太陽能硅片的絲網印刷定位設備及方法，該方法包括：在對應硅片及絲網兩個對角位置處分別設置攝像裝置，并執行攝像裝置的預標定步驟；使用攝像裝置來攝取硅片和絲網的對角位置圖像；采集所攝取的位置圖像并獲取硅片和絲網各自的包括幾何中心和角度在內的位置特征參數，相應計算出兩者之間的位置偏差，另外根據目標位置引入補償偏差，最后得到綜合偏差；最后根據所計算出的綜合偏差來調整絲網相對于硅片的位置和角度，由此完成光伏太陽能硅片的絲網印刷定位過程。按照本發明，可以通過簡單緊湊的結構來測定絲網與硅片之間的位置偏差，并保證測定和印刷定位的較高精度，同時具備便于操作，抗干擾性強、穩定可靠的優點。

（專利號：ZL 201410182396.6） 簡介：本發明公開了一種太陽能高利用率光伏光熱溫差發電鍋爐，屬于太陽能利用技術領域。本發明包括爐體、頂部光伏發電組件、防水板、底部光伏發電集熱器、傳熱板、溫差發電片、傳熱合金塊、上電磁閥、溫控與水控裝置、下電磁閥、上水位傳感器、下水位傳感器兼溫度傳感器、進水管和出水管，頂部光伏發電組件和底部光伏發電集熱器分別位于爐體的頂端和底端，底部光伏發電集熱器與爐體之間還設置有溫差發電片，均用于太陽能光伏

分布式光伏數據分析的主要內容分為三大部分：動態數據分析、諧波分析和故障事件分析。對動態數據，軟件可以設置電壓、電流、角度、頻率等額定值和越限門檻值，并可以繪制發生故障時刻前后若干秒的電壓、電流、有功、無功曲線。諧波分析可以計算諧波電壓總畸變率、奇次諧波電壓含有率、偶次諧波電壓含有率、諧波電流是否越限。故障事件分析可以把故障數據解讀成便于閱讀的故障文件。 創新點 對采集的動態電力數據可以形成完整的分析報告，并對故障事件形成完整的分析報告。 市場前景 電網運行的各種場景，都會產生海量數據。為了在這些數據里找到有效信息，需要有數據分析軟件幫助用戶實現。只要是電網運行中產生的數據，都能在該軟件框架的基礎上，實現數據分析相關功能。目前已經開展針對分布式光伏及電采暖數據進行分析，并可以形成完整故障報告。

基于自主路徑規劃的光伏板表面自適應無水清潔技術。面向光伏板壁面全方位清潔檢測的基本需求，針對光伏板表面結構化環境，研究并設計自適應路徑規劃算法，解決光伏板表面自適應清潔與缺陷檢測死角問題，切實提高光伏板表面清潔度與表面檢測范圍，實現光伏板表面全面深度清潔與檢測，最大化降低發電效率損失。 一、項目進展 創意計劃階段 二、負責人及成員 姓名 學院/所學專業 入學/畢業時間 學號 茍益鵬 機器人產業學院/ 2020/2024 20497214 李川 機器人產業學院/自動化 2020/2024 20416216 張涵琳 機器人產業學院/自動化 2020/2024 20461106 三、指導教師 姓名 學院/所學專業 職務/職稱 研究方向 徐淑玲 機器人產業學院 院長 智能制造 戴昌志 機器人產業學院 指導老師 人工智能 四、項目簡介 目前市面上的清潔車無法做到完全無人化值守，我們希望能解決清潔車全自動化清潔問題。 基于自主路徑規劃的光伏板表面自適應無水清潔技術。面向光伏板壁面全方位清潔檢測的基本需求，針對光伏板表面結構化環境，研究并設計自適應路徑規劃算法，解決光伏板表面自適應清潔與缺陷檢測死角問題，切實提高光伏板表面清潔度與表面檢測范圍，實現光伏板表面全面深度清潔與檢測，最大化降低發電效率損失。同時研究使用與光伏板表面的無水清潔技術，實現光伏表面的無水清潔，減低水資源使用，提升系統應用對環境的友好性。