基于省域数据的分布式光伏发电综合评价与决策平台研究及模型功能开发 李付林1 高亚栋2 严俊2

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:李付林1 高亚栋2 严俊2
[导读] 摘要:光伏发电项目的应用,使得社会及环境方面都十分受益,尤其在新能源不断发展的背景下,国家政策也给予了较多的支持,使得光伏发电表现出显著的经济效益,而且光伏发电项目的不断发展,也能较大限度的满足各方诉求。
        (1浙江华云电力实业集团有限公司;2浙江华云电力工程设计咨询有限公司;3国网温州供电公司)
        摘要:光伏发电项目的应用,使得社会及环境方面都十分受益,尤其在新能源不断发展的背景下,国家政策也给予了较多的支持,使得光伏发电表现出显著的经济效益,而且光伏发电项目的不断发展,也能较大限度的满足各方诉求。而构建基于省域数据的分布式光伏发电综合评价与决策平台,从投资决策角度来看,其应用价值是无法忽视的,因此,将分布式电源与光伏发电相结合,并提出针对分布式发电项目的综合评价体系,最后根据实际情况进行实证分析,通过综合评价结果进一步认识分布式光伏发电,进而能够推动光伏发电的持续稳定发展。
        关键词:分布式电源;光伏发电;综合评价;决策平台
        随着新能源的不断发展,分布式光伏成为有一大热门话题,尤其是利用光伏发电,在电力系统中的研究及应用呈现快速增长的景象。在电网系统应用分布式太阳能电池时,电网结构是最先有明显变化的一部分,因而也影响了电网的正常运行。然而并网发电不同于传统的发电系统,由于太阳能是间歇性的,这就需要在发电系统中有更多的电子设备来存储接收到的太阳能,但在调节方面仍然有一些缺陷,使得原发电电网会受一定的影响。目前,并网光伏发电规格与容量越来越大,加之光伏所具有的随机特性对电网的运行势必会造成一定影响,严重时可能会使电网崩溃。因此对并网相关问题进行研究的同时,基于省域数据的光伏电站和电网的交流对于电网系统稳定可靠运行发挥着重大意义。因此,对基于省域数据的分布式光伏发电综合评价与决策平台进行研究,十分有必要。
        一、基于省域数据的分布式光伏发电综合评价与决策平台研究
       
        基于省域数据的分布式光伏发电综合评价与决策平台的构建应该以综合评价的实现作为基本目标,保证其技术先进,社会和环境效益显著。在对分布式光伏发电项目进行整体评价时,做好技术评价和经济评价是最为关键的,这也是投资方重点关注的问题。技术评价主要对光伏项目的选址及设备运维能力方进行评价,这是因为不同的区域其太阳能资源有所不同,甚至出现较大差异,而且其交通是否便利,建设电站后光伏发电并网是否具备良好条件等;而对其进行经济评价则是要考虑建成后的经营状况以及后期的盈利能力,只有对这两项关键指标进行考量,才能更好的开展项目。而从社会角度来讲,光伏能源用于发电项目时,不仅能够使光伏发电有更好的发展,而且能够提高居民的生活质量,并在一定程度上促进经济增长。而光伏本身是新能源,因此从环境角度来讲,环境效益评价能够量化节能减排情况,发挥新能源优势。因此,社会效益与环境效益也就成为了发电企业必须考虑的内容了。
        1经济效益评价
        太阳能作为绿色新能源,是十分经济的,因此对其进行经济效益评价是十分必要的。而在这项评价中,需要考虑项目的盈利能力、偿债能力以及运营能力,这是因为盈利能力的高低决定了项目盈利水平的高低,对于投资方来讲,这也是最先考虑的,进而决策后续的投资情况。偿债能力评价则是需要对光伏发电项目在其寿命周期内的债务偿还能力的一个考量,可以体现出项目的资金回收能力,这是许多金融机构投融资的重要依据。而运营能力评价则是需要对项目产生收益的效率进行考量,以判断该资产在未来运营过程中能够继续创造收益以及创造收益的大小情况。尤其是在市场经济中,分布式光伏发电项目应该顺应市场的发展,具备较强的运营能力,保证产品功能的同时尽可能的创造更多更持续的效益。
        2技术效益评价
        在选址环节,需要考虑区域太阳能资源丰富程度,避免遭受极端气候的影响,同时关注项目所处位置的交通和并网条件。具体来讲,需要关注以下几个方面的问题
        2.1太阳辐射资源
        在利用太阳辐射资源时需要考虑多种因素的影响,如大气、海拔以及太阳高度角等,这些都会影响到辐射到达地面的总量,当然,更重要的是地面在接收太阳能资源时还会受日照时间的影响。由此可知,太阳总辐射量以及日照时间的长短就可以用来评价太阳辐射资源。
        2.2光伏电站选址
        在光伏电站选址过程中,工程地质条件、区域气候条件、地质构造条件、交通条件、并网和消纳条件就需要考虑在内,进一步对其进行评价。
        2.3设备系统性能
        光伏发电项目并网建设中会涉及到较多的核心设备及技术工艺,而就项目的综合效益方面来讲,技术的可靠性、太阳能光板阵列安装形式及系统运营水平就是需要重要考虑的内容,在此基础上进一步对项目的系统性能进行相关性评价。
        3社会效益评价
        光伏发电项目从规模上来看,虽然规模较小,但分布较广,可以覆盖更多的地区,对社会有较为深远的影响。一方面能够优化调整能源结构,将环境污染减少到最低;另一方面也能够拉动社会经济,提高居民生活质量,使其有较高的生活水平。因此,考虑诸多因素之后,将从不同层次上对光伏发电项目社会效益评价指标进行设定,具体(如表1所示)。
       
        表1社会效益评价
        4环境效益评价
        太阳能光伏发电项目是利用太阳能进行发电的,光伏在一定程度上代替火电,不仅降低化石燃料消耗,减少有害气体排放,从源头上缓解环境污染问题。同时,从环境方面考量时可以发现,光伏发电项目对于太阳能的利用及未来的发展有十分重要的意义。就我国目前的能源使用情况来看,煤炭资源占据了70%,火力发电占据了总发电量的75%,但在消耗的过程中却没有较好的利用率,并且对环境还会造成较大的影响。因此,研究光伏发电项目,就是为了将新能源更好地开发利用,提高能源利用率,减少环境污染,进一步改善能源结构,使环境能够更健康。
        二、分布式光伏发电综合评价与决策平台的主要模型功能
        1综合评价模块
        1.1光伏电站选址布局决策
        分析影响光伏电站布局的因素,设计评价方法和评价体系,对光伏电站建设的可行性和必要性进行科学评价。通过光伏电站布局的影响因素分析、选址决策的评价体系构建、数据处理、大数据智能区域布局决策方法的设计来最终对选址进行决策。对各方面因素进行系统综合考量,构建包括一级评价、二级评价和三级评价的层级评价体系。
        1.2光伏电站项目可行性评估
        针对各光伏发电站项目的发电量估算、发电收入、发电总成本净利润等进行算法估算,辅助决策者来对该发电站项目是否值得投资进行可行性的评估。
        1.3光伏电站电量预测
        结合已建电站、投资商输入信息、当地辐射等信息,预测待建光伏电站的未来12个月每月的发电量以及未来25年每年的发电量,辅助决策者来对该发电站项目是否值得投资进行可行性的评估。
        1.4光伏电站电能质量评价
        基于电站逆变器、电站地理位置、气象等信息,使用模型算法计算出官府谐波总畸变率和谐波总畸变率超标风险度,同时作为评价为项目总评价使用。
        1.5光伏发电站评价体系总模块
        光伏发电站评价体系总模块为项目的汇总模块,通过汇总前四项模块的评价结果,在本模块中赋值打分,输出针对政府决策的项目评价,为项目进行评分排序。
        2数据模块
        2.1社会经济因素
        对各单位每年的经济发展水平以及与之密切联系的像产业结构、电量消纳力等地区经济有关的内容进行系统性的管理。
        2.2自然资源和环境因素
        自然资源和环境因素同意管理,如单位名称、纬度、海拔高度、断层情况、坡度等信息。
        2.3气象因素
        为选址决策模型的算法计算提供必要的且符合实际的气象因素信息,从而能对光伏电站项目进行精准评估。
        2.4行业因素
        为选址决策模型的算法计算提供必要的且符合实际的行业因素信息,从而能对光伏电站项目进行精准评估。
        2.5电价管理
        对各单位的上网指导电价以及与之密切联系的像国家补贴标准、省补贴标准等电价信息有关的内容进行系统性的管理
        2.6投资商输入
        为投资商系统而清晰的管理如项目名称、项目类型、装机容量等信息,从而为其更加方便而准确的对项目进行把控
        2.7参数信息
        为综合评价和决策平台系统的模型的算法计算提供必要的且符合实际的参数设置,从而能对光伏电站项目进行精准评估
        2.8电价台账
        对浙江省内已建光伏电站的基础信息进行管理,包含电站的地区、地址、投运日期、坐标、容量、状态、上网电价、销售电价、电压等级等信息。
        2.9电站瞬时辐射
        为光伏电站电量预测模型的算法提供必要的且符合实际的辐射信息,从而能对光伏电站项目进行精准评估,“电站瞬时辐射”模块分为“电站瞬时辐射”和“电站月度辐射”2个标签页。
        2.10电站环境信息
        对浙江省内光伏电站的环境信息进行统一管理,包含电站名称、日期、时间、环境温度,水平面总辐射、水平散辐射、水平直接辐射等信息,为电量预测、电能质量模型提供基础信息。
        2.11总评价权重维护
        对总评价模型评价的因子进行权重因子的统一管理,分为4大类、11个中类和46个小类。
        2.12项目评分专家分配管理
        为项目分配评分专家,后续专家登陆系统可为其有分配的项目进行总模型打分。
        项目评分
        2.12项目评分
        专家为影响项目总评价的各个因素进行评分。评分结果为评价总模型使用。
        结语
        综上所述,在国家不断倡导及深化可持续发展理念的大环境下,分布式光伏发电作为一种清洁可再生的能源受到了社会各界的广泛关注。构建基于省域数据的分布式光伏发电综合评价与决策平台,不仅能够更为充分的将光伏发电的优势展现出来,而且也能让人们深入了解光伏发电,进而不断发展光伏发电项目,做到节能减排,减少环境污染,为构建健康环境提供有力支撑。
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