技术领域
[0001] 本
发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及一种区域光伏发电容量衰减预测的方法。
背景技术
[0002] 如今随着国内空气
质量问题日趋严重，环境保护概念深入人心，清洁低
碳能源迎来了大发展时期，其中光伏发电做为一种技术比较成熟，已经有丰富运行经验的发电形式得到众多投资者的青睐。光伏发电最重要的部件是
太阳能电池板，它的作用是将光能转化为
电能，但是其性能会随着使用年限的增加会呈逐年下降的趋势，因此由大量
太阳能电池板组成的光伏电站也会因运行年限增加而导致发电容量的衰减。在传统的规划中，一般不考虑这种衰减对
电网的影响，但是若规划期较长，则
太阳能电池板的发电容量的衰减则必须予以考虑。
[0003] 目前现有的技术在规划电网时，通常将光伏电源按其发电功率稳定来考虑，没有考虑到光伏电站随着运行时间增长而导致的效率衰减。本发明的目标是通过分析某一区域内不同太阳能资源利用强度，计及光伏电站发电效率的衰减效应，计算该区域内未来某年的实际光伏发电容量。
发明内容
[0004] 由于目前现有的技术在规划电网时，通常将光伏电源按其发电功率稳定来考虑，没有考虑到光伏电站随着运行时间增长而导致的效率衰减。本发明的目标是通过分析某一区域内不同太阳能资源利用强度，计及光伏电站发电效率的衰减效应，计算该区域内未来某年的实际光伏发电容量。本发明提供一种区域光伏发电容量衰减预测的方法。
[0005] 本发明的技术方案是：
[0006] 一种区域光伏发电容量衰减预测的方法，包括如下步骤：
[0007] 计算某区域内光伏发电的装机容量的初始值；
[0008] 计算该区域内太阳能资源所能
支撑的光伏发电最大容量；
[0009] 将初始值代入光伏电站衰减模型，计算规划实施的目标年份的光伏发电实际容量；
[0010] 根据计算得到的规划实施的目标年份的光伏发电实际容量，得出预测区域在规划
水平年的衰减后的光伏发电能
力与未衰减的光伏发电能力比较，得出预测结果。
[0011] 优选地，所述的光伏电站衰减模型包括太阳能电池板发电能力衰减模型和太阳能资源开发模型。
[0012] 优选地，所述的太阳能电池板发电能力衰减模型为：
[0013]
[0014] 式中N为计算期,m为计算期中的某年。P为第m时，光伏板件的最大发电功率，单位为兆瓦。Pmax为光伏板件的额定最大发电功率，单位为兆瓦。
[0015] 优选地，所述的太阳能资源开发模型根据太阳能资源开发方式的不同而不同；
[0016] 其中，太阳能资源开发方式包括均衡式、中期爆发式、快速饱和式。
[0017] 优选地，太阳能资源开发为均衡式，即各年度新建成的光伏电站项目数量一致，太阳能资源开发模型为：
[0018]
[0019] 其中，式中N为计算期，m为计算期中的某年，W为第m年时，该区域的实际光伏发电功率，单位为兆瓦，Gmax为区域内最大光伏资源可开发量，单位为兆瓦。
[0020] 优选地，太阳能资源开发方式为均衡开发式，区域内各年光伏电站实际发电总功率为：
[0021]
[0022] 式中N为计算期，m为计算期中的某年，W为第m年时，该区域的实际光伏发电功率，单位为兆瓦，Gmax为区域内最大光伏资源可开发量，单位为兆瓦，i为计算算子，∑为求和公式符号。
[0023] 优选地，太阳能资源开发方式为中期爆发式，即，前期开发速度较为缓慢，到中期逐渐到达开发爆发期，而后渐趋于饱和，太阳能资源开发模型为：
[0024]
[0025] 式中N为计算期，m为计算期中的某年，W为第m年时，该区域的实际光伏发电功率，单位为兆瓦，Gmax为区域内最大光伏资源可开发量，单位为兆瓦，sin为正弦函数，π为圆周率。
[0026] 优选地，太阳能资源开发方式为中期爆发式，区域内各年光伏电站实际发电总功率为：
[0027]
[0028] 式中N为计算期，m为计算期中的某年，W为第m年时，该区域的实际光伏发电功率，单位为兆瓦，Gmax为区域内最大光伏资源可开发量，单位为兆瓦，sin为正弦函数，cos为余弦函数，π为圆周率。
[0029] 优选地，太阳能资源开发方式为快速饱和式，即在前期得到迅速开发，并很快达到饱和状态，太阳能资源开发模型为：
[0030]
[0031] 式中N为计算期，m为计算期中的某年，W为第m年时，该区域的实际光伏发电功率，单位为兆瓦，Gmax为区域内最大光伏资源可开发量，单位为兆瓦，sin为正弦函数。π为圆周率。
[0032] 优选地，太阳能资源开发方式为快速饱和式，区域内各年光伏电站实际发电总功率为：
[0033]
[0034] 式中N为计算期。m为计算期中的某年，Nm为光伏开发容量达到峰值的年份，W为第m年时，该区域的实际光伏发电功率，单位为兆瓦，Gmax为区域内最大光伏资源可开发量，单位为兆瓦，sin为正弦函数，cos为余弦函数，π为圆周率。
[0035] 本发明的目标是通过分析某一区域内不同太阳能资源利用强度，计及光伏电站发电效率的衰减效应，计算该区域内未来某年的实际光伏发电容量。得出预测区域在规划水平年的衰减后的光伏发电能力与未衰减的光伏发电能力比较，得出预测结果。
[0036] 从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：本发明技术方案相较于以前的方法可以在进行电网中的变电站容量规划时更准确的计算规划期末年的区域内光伏发电容量，减少对于光伏电源的容量价值的误判，使得在规划时可以更准确地选取变电站的容量，避免因选取的变电站容量过小而在规划末期导致电网可靠性下降的情况。
[0037] 此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。
[0038] 由此可见，本发明与
现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著地进步，其实施的有益效果也是显而易见的。
附图说明
[0039] 为了更清楚地说明本发明
实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0040] 图1是本发明的实施例提供的一种区域光伏发电容量衰减预测的方法
流程图。
[0041] 图2是本发明提供的太阳能资源开发方式-均衡式示意图。
[0042] 图3是本发明提供的太阳能资源开发方式-中期爆发式示意图。
[0043] 图4是本发明提供的太阳能资源开发方式-快速饱和式示意图
具体实施方式
[0044] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0045] 如图1所示，一种区域光伏发电容量衰减预测的方法，包括如下步骤：
[0046] S1：计算某区域内光伏发电的装机容量的初始值；
[0047] 本步骤中，统计当前时刻，某区域内光伏发电的装机总容量，作为初始值；
[0048] S2：计算该区域内太阳能资源所能支撑的光伏发电最大容量；
[0049] 需要说明的是，通过查询资料和数据，计算该区域内太阳能资源所能支撑的光伏发电最大容量；
[0050] S3：将初始值代入光伏电站衰减模型，计算规划实施的目标年份的光伏发电实际容量；
[0051] 需要说明的是，根据设定的年限，将初始值代入光伏电站衰减模型，计算在太阳能电池板发电能力衰减和不同的太阳能资源开发模式下规划水平年的光伏发电实际容量；本步骤中，所述的光伏电站衰减模型包括太阳能电池板发电能力衰减模型和太阳能资源开发模型。
[0052] 所述的太阳能电池板发电能力衰减模型为：
[0053]
[0054] 式中N为计算期,m为计算期中的某年。P为第m时，光伏板件的最大发电功率，单位为兆瓦。Pmax为光伏板件的额定最大发电功率，单位为兆瓦。
[0055] 本领域技术人员知道，所述的太阳能资源开发模型根据太阳能资源开发方式的不同而不同，太阳能资源开发方式包括均衡式、中期爆发式、快速饱和式；这需要根据各级政府光伏电源政策文件，结合当地光伏电源发展建设情况来确定计算采用的太阳能资源开发方式：
[0056] 第一种情况，假定太阳能资源开发为均衡式，如图2所示，即各年度新建成的光伏电站项目数量一致，太阳能资源开发模型为：
[0057]
[0058] 其中，式中N为计算期，m为计算期中的某年，W为第m年时，该区域的实际光伏发电功率，单位为兆瓦，Gmax为区域内最大光伏资源可开发量，单位为兆瓦。
[0059] 第二种情况，假定太阳能资源开发方式为中期爆发式，如图3所示，即，前期开发速度较为缓慢，到中期逐渐到达开发爆发期，而后渐趋于饱和，太阳能资源开发模型为：
[0060]
[0061] 式中N为计算期，m为计算期中的某年，W为第m年时，该区域的实际光伏发电功率，单位为兆瓦，Gmax为区域内最大光伏资源可开发量，单位为兆瓦，sin为正弦函数，π为圆周率。
[0062] 第三种情况，假定太阳能资源开发方式为快速饱和式，如图4所示，即在前期得到迅速开发，并很快达到饱和状态，太阳能资源开发模型为：
[0063]
[0064] 式中N为计算期，m为计算期中的某年，W为第m年时，该区域的实际光伏发电功率，单位为兆瓦，Gmax为区域内最大光伏资源可开发量，单位为兆瓦，sin为正弦函数。π为圆周率。
[0065] 所述的规划年份为是指在规划实施的目标年份。
[0066] S4：根据计算得到的规划实施的目标年份的光伏发电实际容量，得出预测区域在规划水平年的衰减后的光伏发电能力与未衰减的光伏发电能力比较，得出预测结果。
[0067] 太阳能资源开发方式为均衡开发式，区域内各年光伏电站实际发电总功率为：
[0068]
[0069] 式中N为计算期，m为计算期中的某年，W为第m年时，该区域的实际光伏发电功率，单位为兆瓦，Gmax为区域内最大光伏资源可开发量，单位为兆瓦，i为计算算子，∑为求和公式符号。
[0070] 太阳能资源开发方式为中期爆发式，区域内各年光伏电站实际发电总功率为：
[0071]
[0072] 式中N为计算期，m为计算期中的某年，W为第m年时，该区域的实际光伏发电功率，单位为兆瓦，Gmax为区域内最大光伏资源可开发量，单位为兆瓦，sin为正弦函数，cos为余弦函数，π为圆周率。
[0073] 太阳能资源开发方式为快速饱和式，区域内各年光伏电站实际发电总功率为：
[0074]
[0075] 式中N为计算期。m为计算期中的某年，Nm为光伏开发容量达到峰值的年份，W为第m年时，该区域的实际光伏发电功率，单位为兆瓦，Gmax为区域内最大光伏资源可开发量，单位为兆瓦，sin为正弦函数，cos为余弦函数，π为圆周率。
[0076] 本实施例以一
块未开发过光伏发电的规划区域为例，该区域政府已发布了光伏产业政策，鼓励资本投资光伏发电，光伏产业激励政策将持续8年。假设规划期为25年，区域最大光伏可开发容量为150兆瓦。
[0077] 首先，计算区域内光伏发电的装机容量的初始值。由于该区域尚未开发光伏发电，因此目前区域内有光伏发电的装机容量为零。
[0078] 其次，计算该区域内太阳能资源所能支撑的光伏发电最大容量。通过查阅资料，计算得出该区域最大光伏可开发容量为150兆瓦。
[0079] 然后，将初始值代入光伏电站衰减模型，计算规划实施的目标年份的光伏发电实际容量。根据当地政府的光伏产业政策，可以认为当地的光伏产业将会快速发展，在8年内达到饱和。即选取快速饱和式模型作为光伏电站衰减计算模型，计算规划期末年，实际光伏发电容量。公式如下：
[0080]
[0081] 其中，Gmax＝150，Nm＝8，N＝25，代入公式可得W的值，因此可知，该区域在规划期末年，光伏实际发电容量为126兆瓦，比理想容量150兆瓦低16％。若不考虑光伏发电容量衰减的影响，则在做进一步变电站容量预测时，可能会导致变电站选取的容量偏小，而导致供电可靠性降低。
[0082] 尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的
修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉
本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以
权利要求的保护范围为准。
