本技术涉及电数字数据处理，尤其涉及一种光伏组件的布局方法、装置、设备及存储介质。
背景技术：
1、光伏电站是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系，与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统，具有一套完整功能的光伏电站通常具有一个或多个用于接收太阳能的光伏阵列、用于将光伏阵列产生电能进行变换的变电器、与变电器电性连接的储能器，储能器对变换后达到用地按要求的电能进行存储，同时通过市政电网输送至外部用电设备。
2、目前，对于光伏电站的各个部件、设施的布局通常通过人工主观判断的方式进行选址、布局等初期基建前操作，例如综合考虑地理位置、环境因素、经济因素和技术因素等。具体体现在：地理位置选择的判断标准通常为人工判断光照资源丰富、地形平坦、交通便利的地区为光伏电站的优选建设地区；环境因素考虑的判断标准通常为人工判断气候条件、污染程度、土地性质；经济因素考虑的判断标准通常为人工判断成本效益分析、市场需求、政策支持；技术因素考虑的判断标准通常为人工判断技术可行性、设备兼容性、运维便利性。
3、由上可知，对于光伏电站的选址与布局基本为人工经验判断，存在主观性强、判断标准不统一，从而导致得光伏电站的选址与布局存在较大的主观误差、形式样式繁多、无统一标准。
技术实现思路
1、本技术的主要目的在于提供一种光伏组件的布局方法、装置、设备及存储介质，以解决现有技术中光伏电站的选址与布局为人工经验判断，存在主观性强、判断标准不统一的问题。
2、为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：
3、一种光伏组件的布局方法，所述光伏组件包括架设于预设区域内的若干个光伏阵列、通过若干个电缆分别与每个光伏阵列电性连接的至少一个变电站、通过至少一个电缆与所述变电站电性连接的至少一个储能发电站，所述布局方法包括：
4、步骤s1，获取所述预设区域的高程数字模型，并通过预设策略建立所述预设区域的三角网曲面；
5、步骤s2，分别获取所述三角网曲面中每个三角形与水平面的夹角，并将夹角没有超过预设角度阈值的三角形标记为可基建地形面；
6、步骤s3，通过滑窗算法获取所述可基建地形面的边界，并将所述边界不连续的可基建地形面定义为可基建区块；
7、步骤s4，分别将每个光伏阵列定义为一个具有第一电荷量的第一带电粒子、将每个变电站定义为一个具有第二电荷量的第二带电粒子、每个储能发电站定义为一个具有第三电荷量的第三带电粒子，且所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的电荷极性相同；
8、步骤s5，将所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子输出至所述可基建区块；
9、步骤s6，初始化所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的位置，并获取所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的斥力总和；
10、步骤s7，通过全局寻优算法迭代更新所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的实时位置，以获取所有电缆的总长度的最小值，同时使得所述斥力总和最小；
11、步骤s8，获取所述斥力总和达到最小时的所有实时位置，并定义为所有光伏阵列、所有变电站、所有储能发电站的布局位置。
12、作为本技术的进一步改进，步骤s3，通过滑窗算法获取所述可基建地形面的边界，并将所述边界不连续的可基建地形面定义为可基建区块，包括：
13、步骤s31，在所述可基建地形面中建立网格集，并对所述网格集中的每个网格赋值为0，每个网格的尺寸均小于等于每个三角形的尺寸；
14、步骤s32，分别判断每个网格中是否存在所述三角形，并将存在所述三角形的网格赋值为1；
15、步骤s33，将当前的网格和相邻的网格定义为一个立体窗口，并分别获取每个立体窗口中的所有网格的赋值数值；
16、步骤s34，分别判断每个立体窗口中是否有网格的赋值数值为0，若当前的立体窗口中有网格的赋值数值为0，则执行步骤s35；
17、步骤s35，提取有赋值数值为0的立体窗口并标记为边缘窗口；
18、步骤s36，分别提取每个边缘窗口中的三角形并标记为边缘三角形；
19、步骤s37，依次连接相邻的边缘三角形以形成所述边界；
20、步骤s38，判断当前的边界是否闭合，若当前的边界闭合，则执行步骤s39；
21、步骤s39，判定当前的边界已完成围合一个可基建区块。
22、作为本技术的进一步改进，步骤s33，将当前的网格和相邻的网格定义为一个立体窗口，并分别获取每个立体窗口中的所有网格的赋值数值，包括：
23、步骤s331，将当前的网格以及与当前的网格相邻的二十六个网格定义为一个3×3×3立体窗口；
24、步骤s332，分别判断每个3×3×3立体窗口中是否有网格的赋值数值为0，若当前的3×3×3立体窗口中没有网格的赋值数值为0，则执行步骤s333；
25、步骤s333，删除没有网格的赋值数值为0的3×3×3立体窗口。
26、作为本技术的进一步改进，步骤s37，依次连接相邻的边缘三角形以形成所述边界，包括：
27、步骤s371，获取当前的边缘窗口中每个三角形的行列值并根据克鲁斯卡尔算法对每个三角形建立一个待连通点阵；
28、步骤s372，根据所述克鲁斯卡尔算法分别获取每个待连通点阵的最小生成树；
29、步骤s373，提取所有最小生成树中的三角形并作为所述边缘三角形。
30、作为本技术的进一步改进，步骤s7，通过全局寻优算法迭代更新所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的实时位置，以获取所有电缆的总长度的最小值，同时使得所述斥力总和最小，包括：
31、步骤s71，依次根据式(1)、式(2)、式(3)分别对每个第一带电粒子赋予至少两个第一随机解、分别对每个第二带电粒子赋予至少两个第二随机解、分别对每个第三带电粒子赋予至少两个第三随机解，定义所有第一随机解、所有第二随机解、所有第三随机解的结果为所有电缆的总长度达到所述最小值，同时基于库仑定律约束所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子；
32、
33、其中，xa为所有第一带电粒子的所有第一随机解的集合，xa1,xa2,...,xan为第a个第一带电粒子的所有第一随机解，n为当前的第一带电粒子的所有第一随机解的个数，m为所有第一带电粒子的个数，va为所有第一随机解的速度的集合，va1,va2,...,van为第a个第一带电粒子的所有第一随机解的所有速度，为所有第一带电粒子的所有库仑力的集合，为第a个第一带电粒子所受到的所有库仑力，当前的第一带电粒子的库仑力的个数与当前的第一带电粒子的所有第一随机解的个数相等，k为库仑常数，qan-1为第a个第一带电粒子的第n-1个第一随机解的电荷量，qan与第a个第一带电粒子的第n个第一随机解的电荷量，ra,n-1,n为第a个第一带电粒子的第n-1个第一随机解与第n个第一随机解的欧几里得距离，为第a个第一带电粒子的第n-1个第一随机解到第n个第一随机解的单位矢量；
34、
35、其中，xb为所有第二带电粒子的所有第二随机解的集合，xb1,xb2,...,xbp为第b个第二带电粒子的所有第二随机解，p为当前的第二带电粒子的所有第二随机解的个数，o为所有第二带电粒子的个数，vb为所有第二随机解的速度的集合，vb1,vb2,...,vbp为第b个第二带电粒子的所有第二随机解的所有速度，为所有第二带电粒子的所有库仑力的集合，为第b个第二带电粒子所受到的所有库仑力，当前的第二带电粒子的库仑力的个数与当前的第二带电粒子的所有第二随机解的个数相等，qbp-1为第b个第二带电粒子的第p-1个第二随机解的电荷量，qbp与第b个第二带电粒子的第p个第二随机解的电荷量，rb,p-1,p为第b个第二带电粒子的第p-1个第二随机解与第p个第二随机解的欧几里得距离，为第b个第二带电粒子的第p-1个第二随机解到第p个第二随机解的单位矢量；
36、
37、其中，xc为所有第三带电粒子的所有第三随机解的集合，xc1,xc2,...,xct为第c个第三带电粒子的所有第三随机解，t为当前的第三带电粒子的所有第三随机解的个数，s为所有第三带电粒子的个数，vc为所有第三随机解的速度的集合，vc1,vc2,...,vct为第c个第三带电粒子的所有第三随机解的所有速度，为所有第三带电粒子的所有库仑力的集合，为第c个第三带电粒子所受到的所有库仑力，当前的第三带电粒子的库仑力的个数与当前的第三带电粒子的所有第三随机解的个数相等，qct-1为第c个第三带电粒子的第t-1个第三随机解的电荷量，qct与第c个第三带电粒子的第t个第三随机解的电荷量，rc,t-1,t为第c个第三带电粒子的第t-1个第三随机解与第t个第三随机解的欧几里得距离，为第c个第三带电粒子的第t-1个第三随机解到第t个第三随机解的单位矢量；
38、步骤s72，根据式(4)以预设时间间隔分别地带更新每个第一随机解、每个第二随机解、每个第三随机解的位置和速度：
39、
40、其中，xijd为第i个带电粒子的第j个随机解，vijd为第i个带电粒子的第j个随机解在第d步的速度，ω·vijd-1为第i个带电粒子的第j个随机解在第d-1步的速度惯性，ω为所述速度惯性的惯性系数，c1·random()·(ubest,ij-xij)为第i个带电粒子的第j个随机解的自我认知表征，c2·random()·(gbest,ij-xij)为第i个带电粒子的第j个随机解的社会认知表征；c1与c2均为学习因子，random()为取值范围为[0,1]的随机数，ubest,ij为第i个带电粒子的第j个随机解已获得的个体最优解，gbest,ij为第i个带电粒子的第j个随机解已获得的全局最优解；
41、步骤s73，根据所述式(4)迭代预设次数，以更新每个ubest,ij以及每个gbest,ij；
42、步骤s74，分别判断每个ubest,ij相比于上一次迭代的第一差值是否小于等于第一预设适应阈值，若是，则执行步骤s75；
43、步骤s75，分别判断每个gbest,ij相比于上一次迭代的第二差值是否小于等于第二预设适应阈值，若是，则执行步骤s76；
44、步骤s76，判定所有电缆的总长度达到所述最小值，并停止所述式(4)的迭代；
45、步骤s77，获取迭代完成后的所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的最终位置。
46、作为本技术的进一步改进，步骤s73，根据所述式(4)迭代预设次数，以更新每个ubest,ij以及每个gbest,ij，包括：
47、步骤s731，在每次迭代中根据式(5)优化一次所述惯性系数ω：
48、
49、其中，ωijd为第i个带电粒子的第j个随机解在第d步优化后的惯性系数，ωini为初始惯性系数，ωijd-1为第i个带电粒子的第j个随机解在第d-1步的惯性系数，gk为当前迭代次数，gmax为迭代完成后的总迭代次数。
50、作为本技术的进一步改进，步骤s8，获取所述斥力总和达到最小时的所有实时位置，并定义为所有光伏阵列、所有变电站、所有储能发电站的布局位置，之后，包括：
51、步骤s10，获取所述三角网曲面并将非所述可基建区块的区域进行颜色淡化处理，得到着重色三角网曲面；
52、步骤s20，在所述着重色三角网曲面上输出所有光伏阵列、所有变电站、所有储能发电站的布局位置，形成可视化布局模型；
53、步骤s30，输出所述可视化布局模型至外部可视化终端。
54、为实现上述目的，本技术还提供了如下技术方案：
55、一种光伏组件的布局装置，所述布局装置应用于如上述的布局方法，所述布局装置包括依次电性连接的：
56、三角网曲面建立模块，用于获取所述预设区域的高程数字模型，并通过预设策略建立所述预设区域的三角网曲面；
57、可基建地形面标记模块，用于分别获取所述三角网曲面中每个三角形与水平面的夹角，并将夹角没有超过预设角度阈值的三角形标记为可基建地形面；
58、可基建区块定义模块，用于通过滑窗算法获取所述可基建地形面的边界，并将所述边界不连续的可基建地形面定义为可基建区块；
59、带电粒子定义模块，用于分别将每个光伏阵列定义为一个具有第一电荷量的第一带电粒子、将每个变电站定义为一个具有第二电荷量的第二带电粒子、每个储能发电站定义为一个具有第三电荷量的第三带电粒子，且所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的电荷极性相同；
60、带电粒子输出模块，用于将所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子输出至所述可基建区块；
61、斥力总和获取模块，用于初始化所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的位置，并获取所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的斥力总和；
62、实时位置寻优模块，用于通过全局寻优算法迭代更新所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的实时位置，以获取所有电缆的总长度的最小值，同时使得所述斥力总和最小；
63、布局位置定义模块，用于获取所述斥力总和达到最小时的所有实时位置，并定义为所有光伏阵列、所有变电站、所有储能发电站的布局位置。
64、为实现上述目的，本技术还提供了如下技术方案：
65、一种电子设备，包括处理器、以及与所述处理器耦接的存储器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令；所述处理器执行所述存储器存储的所述程序指令时实现如上述的布局方法。
66、为实现上述目的，本技术还提供了如下技术方案：
67、一种存储介质，所述存储介质内存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现能够实现上述的布局方法。
68、本技术通过获取预设区域的高程数字模型，并通过预设策略建立预设区域的三角网曲面；分别获取三角网曲面中每个三角形与水平面的夹角，并将夹角没有超过预设角度阈值的三角形标记为可基建地形面；通过滑窗算法获取可基建地形面的边界，并将边界不连续的可基建地形面定义为可基建区块；分别将每个光伏阵列定义为一个具有第一电荷量的第一带电粒子、将每个变电站定义为一个具有第二电荷量的第二带电粒子、每个储能发电站定义为一个具有第三电荷量的第三带电粒子，且所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的电荷极性相同；将所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子输出至可基建区块；初始化所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的位置，并获取所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的斥力总和；通过全局寻优算法迭代更新所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的实时位置，以获取所有电缆的总长度的最小值，同时使得斥力总和最小；获取斥力总和达到最小时的所有实时位置，并定义为所有光伏阵列、所有变电站、所有储能发电站的布局位置。本技术将光伏电站所用电缆的总长度作为布局指标，将所有光伏组件定义为具有相同极性的带电粒子，通过调整每个带电粒子的电荷量即可调整各个光伏组件之间的距离，且电荷量与距离成正比关系，工作人员可根据发电量、建设预算等外部指标实时调整每个带电粒子的电荷量，即可实现各个光伏组件的间距调整，在前述带电粒子的互斥力约束下，通过全局寻优算法迭代各个带电粒子的实时位置，并在每次迭代中获取一次所用电缆的总长度，直至迭代至所用电缆的总长度达到最小值后不再变动，此时得到的各个带电粒子的实时位置即为各个光伏组件的布局位置，本技术以最直观、最重要的电连接用电缆作为布局指标，通过等效带电粒子的互斥力作为间距约束，以所用电缆最短为目的获取各个光伏组件的布局位置，更少的电缆用量代表更整齐更紧凑的布局方式，使得光伏电站的单位面积发电量达到最大，相比于传统人工判断的方式，本技术全程由软件程序自动运算，且达到了人工所不能达到的布局效果。
1.一种光伏组件的布局方法，所述光伏组件包括架设于预设区域内的若干个光伏阵列、通过若干个电缆分别与每个光伏阵列电性连接的至少一个变电站、通过至少一个电缆与所述变电站电性连接的至少一个储能发电站，其特征在于，所述布局方法包括：
2.根据权利要求1所述的布局方法，其特征在于，步骤s3，通过滑窗算法获取所述可基建地形面的边界，并将所述边界不连续的可基建地形面定义为可基建区块，包括：
3.根据权利要求2所述的布局方法，其特征在于，步骤s33，将当前的网格和相邻的网格定义为一个立体窗口，并分别获取每个立体窗口中的所有网格的赋值数值，包括：
4.根据权利要求2所述的布局方法，其特征在于，步骤s37，依次连接相邻的边缘三角形以形成所述边界，包括：
5.根据权利要求1所述的布局方法，其特征在于，步骤s7，通过全局寻优算法迭代更新所有第一带电粒子、所有第二带电粒子、所有第三带电粒子的实时位置，以获取所有电缆的总长度的最小值，同时使得所述斥力总和最小，包括：
6.根据权利要求5所述的布局方法，其特征在于，步骤s73，根据所述式(4)迭代预设次数，以更新每个ubest,ij以及每个gbest,ij，包括：
7.根据权利要求1所述的布局方法，其特征在于，步骤s8，获取所述斥力总和达到最小时的所有实时位置，并定义为所有光伏阵列、所有变电站、所有储能发电站的布局位置，之后，包括：
8.一种光伏组件的布局装置，所述布局装置应用于如权利要求1至7中任一项所述的布局方法，其特征在于，所述布局装置包括依次电性连接的：
9.一种电子设备，其特征在于，包括处理器、与所述处理器耦接的存储器，所述存储器存储有可被所述处理器执行的程序指令；所述处理器执行所述存储器存储的所述程序指令时实现如权利要求1至7任一项所述的布局方法。
10.一种存储介质，其特征在于，所述存储介质内存储有程序指令，所述程序指令被处理器执行时实现能够实现如权利要求1至7任一项所述的布局方法。
