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光伏電站基地技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量評(píng)估方法和模型
日期:2020-06-02   [復(fù)制鏈接]
責(zé)任編輯:zhangchi_zrm 打印收藏評(píng)論(0)[訂閱到郵箱]
 

文章導(dǎo)讀:準(zhǔn)確評(píng)估光伏電站基地開(kāi)發(fā)潛力是制定光伏電站基地發(fā)展規(guī)劃和配套電網(wǎng)規(guī)劃建設(shè)的前提,技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量是開(kāi)發(fā)潛力評(píng)估的重要內(nèi)容。本文分析了光伏電站基地開(kāi)發(fā)潛力評(píng)估的基本要素,分析了理論、技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量三者的基本概念和內(nèi)涵,建立了基于GIS和LCOE的光伏電站基地技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量評(píng)估的方法和模型,提出了一套評(píng)估光伏電站基地開(kāi)發(fā)潛力的總體流程。

光伏電站基地技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量評(píng)估方法和模型

執(zhí)筆人:李娜娜、謝國(guó)輝

國(guó)網(wǎng)能源院新能源與統(tǒng)計(jì)研究所

1. 光伏電站基地可開(kāi)發(fā)量評(píng)估方法和模型


光伏電站基地可開(kāi)發(fā)量的基本要素包括理論可開(kāi)發(fā)量→技術(shù)可開(kāi)發(fā)量→經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量。理論可開(kāi)發(fā)量根據(jù)太陽(yáng)能輻射量測(cè)算一個(gè)地區(qū)光伏電站基地開(kāi)發(fā)規(guī)模的上限;技術(shù)可開(kāi)發(fā)量表示在當(dāng)前技術(shù)水平條件下,考慮地理環(huán)境要素的影響,可開(kāi)發(fā)利用的光伏電站基地的新能源開(kāi)發(fā)規(guī)模;經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量表示在當(dāng)前技術(shù)、經(jīng)濟(jì)可承受前提下,具有經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)價(jià)值、具備并網(wǎng)條件的光伏電站基地開(kāi)發(fā)規(guī)模。

理論可開(kāi)發(fā)量:在滿足GHI條件的區(qū)域,光伏電站基地的理論開(kāi)發(fā)量測(cè)算可以采用單位面積法,具體估算公式如下:

式中:Etheory為該區(qū)域內(nèi)光伏電站技術(shù)開(kāi)發(fā)量;Stheory為該區(qū)域內(nèi)光伏電站理論上可安裝面積,粗略計(jì)算可用基地總面積乘以可安裝面積率,一般可假定為5%左右;W為該區(qū)域內(nèi)單位面積可安裝的光伏電站容量,一般可取為25-30瓦/平方米。

技術(shù)可開(kāi)發(fā)量:采用以可獲取的最新的2017-2018年30m分辨率的Landsat-8 OLI衛(wèi)星感數(shù)據(jù)和已有的圖件等成果資料為主,以及文獻(xiàn)資料查閱、匯總,采用目視解譯、掃描矢量化和圖件更新等多種方式,基于ArcGIS、ENVI等商業(yè)軟件和相關(guān)自編程序,建立研究區(qū)相關(guān)國(guó)家地理基礎(chǔ)要素信息數(shù)據(jù)集,主要包括地質(zhì)及其他自然災(zāi)害狀況、自然保護(hù)區(qū)與禁止開(kāi)發(fā)區(qū)范圍、植被覆蓋(包括耕地、林地和草地等)、氣候、水體信息(河流、湖泊等)、交通狀況、城鎮(zhèn)范圍、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)區(qū)等數(shù)據(jù)信息,具體技術(shù)方案如下圖1所示:



圖1 地理要素信息提取技術(shù)方案

在理論可開(kāi)發(fā)量的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步剔除不可開(kāi)發(fā)和限制區(qū)域的面積,具體估算公式如下:



式中:Etechnology為該區(qū)域內(nèi)光伏電站技術(shù)開(kāi)發(fā)量;Ttechnology為該區(qū)域內(nèi)光伏電站技術(shù)可安裝面積;N、F分別為不可開(kāi)發(fā)和限制開(kāi)發(fā)的面積。


式中,Ni為第i種類型不可開(kāi)發(fā)面積,包括水體、濕地、沼澤地、自然保護(hù)區(qū)、歷史遺跡、礦產(chǎn)等。



式中,F(xiàn)t為第t種限制類型的開(kāi)發(fā)面積,包括農(nóng)田、草地、林地、灌木叢等。Rt為第t種限制類型的開(kāi)發(fā)面積的可利用面積率,按照文獻(xiàn)確定不同土地利用地區(qū)風(fēng)能資源可開(kāi)發(fā)的面積分別為:農(nóng)田和草地可利用80%;森林可利用20%;灌木叢可利用65%。

經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量:光伏電站理論和技術(shù)可開(kāi)發(fā)量評(píng)估結(jié)果一般較大,但是當(dāng)年開(kāi)發(fā)成本、用電需求、電價(jià)水平等因素的影響,大部分光伏電站基地不具備開(kāi)發(fā)經(jīng)濟(jì)價(jià)值。因此,需要進(jìn)一步測(cè)算光伏電站基地的經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量,項(xiàng)目采用平準(zhǔn)化度電成本(LCOE)刻畫不同電站基地的經(jīng)濟(jì)性。

在技術(shù)可開(kāi)發(fā)Ttechnology區(qū)域內(nèi),考慮不同地區(qū)的運(yùn)維成本、輸電成本等因素,將Ttechnology分為k個(gè)子區(qū)域Tk,測(cè)算各個(gè)Tk的LCOE,可與當(dāng)年當(dāng)?shù)仄骄暇W(wǎng)電價(jià)水平,或與當(dāng)年當(dāng)?shù)鼗痣娖骄暇W(wǎng)電價(jià)相比,或與外送的平均上網(wǎng)電價(jià)相比。如果LCOE小于給定的標(biāo)準(zhǔn),則該區(qū)域的光伏電站具備經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)價(jià)值。具體測(cè)算公式如下:



2. 光伏電站基地可開(kāi)發(fā)量評(píng)估流程和系統(tǒng)


光伏電站基地可開(kāi)發(fā)量評(píng)估流程:

第一,選定需要評(píng)估的區(qū)域(可以是省、市或是光伏電站基地),獲取該區(qū)域太陽(yáng)能年輻射量的分布,根據(jù)基地遴選標(biāo)準(zhǔn)篩選輻射量大于1400千瓦時(shí)/米2的區(qū)域,將這些區(qū)域作為理論可開(kāi)發(fā)量的區(qū)域Stheory,根據(jù)公式(1)測(cè)算理論可開(kāi)發(fā)量Etheory。

第二,利用GIS系統(tǒng)識(shí)別區(qū)域S內(nèi)不可開(kāi)發(fā)地區(qū)和限制開(kāi)發(fā)地區(qū),剔除這些面積后形成技術(shù)可開(kāi)發(fā)的區(qū)域Ttechnology,根據(jù)公式(2)測(cè)算技術(shù)可開(kāi)發(fā)量Etechnology。

第三,在技術(shù)可開(kāi)發(fā)的區(qū)域Ttechnology,選定某個(gè)基準(zhǔn)水平年n,分別測(cè)算當(dāng)年每個(gè)Tk區(qū)域的LCOE,然后根據(jù)公式(6)、(7)測(cè)算經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量Eeconomic。

評(píng)估系統(tǒng)介紹:

開(kāi)發(fā)了大型光伏電站基地資源評(píng)估系統(tǒng),可以選擇任意國(guó)家或框選具體地區(qū),根據(jù)太陽(yáng)能資源數(shù)據(jù)、地理環(huán)境參數(shù)、經(jīng)濟(jì)性參數(shù)等,測(cè)算該地區(qū)光伏電站基地的理論開(kāi)發(fā)量、技術(shù)可開(kāi)發(fā)量和經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量。


原標(biāo)題:光伏電站基地技術(shù)和經(jīng)濟(jì)可開(kāi)發(fā)量評(píng)估方法和模型
 
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