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2分布式光伏空間布局規(guī)劃

2.1屋頂資源預(yù)測

充分利用具備條件的建筑屋頂（含附屬空閑場地）資源，重點(diǎn)考慮屋頂面積大、用電負(fù)荷大、電網(wǎng)供電價(jià)格高的開發(fā)區(qū)和大型工商企業(yè)率先開展光伏發(fā)電應(yīng)用。屋頂?shù)膩碓从泄I(yè)廠房、商業(yè)建筑、醫(yī)院等公建設(shè)施、行政辦公樓及居民住宅等。

其中， 效益最大是商業(yè)建筑，但是單體面積小、協(xié)調(diào)量大；行政辦公樓及居民住宅面積總量最大，但是涉及主體多且協(xié)調(diào)困難，屋頂可利用面積小。因此，現(xiàn)階段最推薦的是工業(yè)廠房，其次為集中連片的商業(yè)建筑或醫(yī)院， 居民住宅建筑投資困難。因此規(guī)劃需要統(tǒng)計(jì)的主要是可利用的工業(yè)屋頂，其次是公建屋頂和連片的商業(yè)建筑。

在屋頂資源現(xiàn)狀統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，通過分析屋頂資源歷史數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)模型，預(yù)測規(guī)劃水平年的屋頂面積。由于分鄉(xiāng)鎮(zhèn)屋頂面積歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)收集困難，可以通過土地利用規(guī)劃中建設(shè)用地的增長率來簡單測算屋頂面積增長。

2.2分布式光伏總裝機(jī)容量預(yù)測

區(qū)塊（鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道）的分布式光伏總裝機(jī)容量可由式（1）進(jìn)行預(yù)測：

式中：Pi為第i個(gè)區(qū)塊分布式光伏總裝機(jī)容量，kW；m為屋頂類別個(gè)數(shù)；Ei為第i個(gè)區(qū)塊最大光照強(qiáng)度，kW/m2；Sij為第i個(gè)區(qū)塊第j類屋頂面積，m2；aij為第i個(gè)區(qū)塊第j類屋頂?shù)挠行Ю寐剩?；bij為第i個(gè)區(qū)塊第j類屋頂?shù)墓夥占奥剩?；η為光伏轉(zhuǎn)換效率，%。

某區(qū)塊的最大光照強(qiáng)度可依據(jù)中國氣象局風(fēng)能太陽能評(píng)估中心推薦的國內(nèi)太陽能資源地區(qū)分類，以及美國國家航空航天局（NASA）提供的太陽能資源數(shù)據(jù)獲得。

某區(qū)塊屋頂面積可根據(jù)第2.1部分介紹的方法獲得。不同建筑類型的屋頂有效利用率可根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)［3］的分析獲得，如表1所示。

式中屋頂光伏普及率，需要在現(xiàn)狀普及率基礎(chǔ)上，分析當(dāng)?shù)卣咔闆r。在現(xiàn)有政策背景下，普及率應(yīng)該有一個(gè)增長的趨勢。建議采用對(duì)數(shù)函數(shù)回歸曲線來擬合。公式如下：

式中：Y為普及率，%；x為將年份轉(zhuǎn)化為數(shù)字序列的數(shù)字。a和b是調(diào)整系數(shù)，通過對(duì)現(xiàn)狀和歷史數(shù)據(jù)的擬合，得出a和b的數(shù)值。在理論上光伏發(fā)電系統(tǒng)的總效率由太陽電池陣列的效率、逆變器的效率、交流并網(wǎng)效率３ 部分組成， 光伏發(fā)電系統(tǒng)總效率為３個(gè)效率之積； 結(jié)合實(shí)際光伏發(fā)電系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行效率數(shù)據(jù)， 綜合考慮， 選取光伏發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換效率為80%。

根據(jù)公式（2）進(jìn)行計(jì)算，可得出各鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道規(guī)劃水平年的分布式光伏總裝機(jī)容量。