配备储能光伏发电项目成本的数学模型分析

配备储能光伏发电项目成本的数学模型分析

葛 颂

凯盛光伏材料有限公司 安徽 蚌埠 233010

摘要：科学技术的发展迅速，我国的光伏发电工程建设的发展也有了改善。光伏发电项目中的配备储能是整体项目的发展核心，而项目成本的数据模型是发电的首要因素。基于此，本文阐述了配备储能的光伏发电项目的主要特征以及考虑光照时间的发电输出效率、项目成本的整体发电输出效率和整体发电站的整体运行费用等方面的计算，并提出减少运输电路的网线损坏、强化光伏发电的储存系统、提升专业的数字化项目成本发电质量、严格执行项目的配备储能工作等实质性的模型建立。

关键词：配备储能；光伏发电项目成本；数学模型分析

引言

在当今社会的发展过程中，能源怎样有效开发、储存和利用已经成为了世界炙手可热的讨论话题。随着社会的不断进步和化石能源的逐年枯竭，环境问题日益突出，从而对于新能源的需求成为了国际社会上高度关注的问题。针对传统变电站扩容方式导致的变压器和分布式发电利用效率低的问题，并且考虑改善储能现状，所以提出了变电站扩容的储能技术策略。该方案是以充放电平衡为准则，考虑系统的安全约束和储能运行约束，旨在最大程度上提高储能运行带来的系统效率和提高系统稳定性，建立发电站储能扩容的技术运行模型。最后，确定最优化的能量存储功率。

1发电站储能技术研究现状

分布式发电现如今发展迅速。截至2020年，分布式发电并网的总装机容量达到80GW，其中分布式光伏并网的装机容量为60GW，分散式风电并网的装机容量为20GW。近年来，已经有越来越多的学者对发电站储能开展了计算研究，大多数学者以降低分布式发电的功率同时降低分布式发电的可用性，来减少分布式发电的投资收益。现存在由于在配电系统规划之前没有考虑大规模电动汽车接入的充电需求，因此变压器的容量受到限制，变压器过载现象很容易发生等其他很多问题。很明显，这种调度方式会受到很大约束。近年来，化石能源技术发展迅速，而电动汽车恰恰可以大幅减少化石能源的使用。随着我国电动汽车数量逐年激增，到2020年，中国的电动汽车数量预计将超过500万辆，配电系统的峰值负荷预计将增加13.61GW。分布式发电和电动汽车在配电网络中的渗透率逐年增加，这将给配电网络的安全运行带来一系列问题。分布式发电可以有效地缓解配电系统中由电动汽车引起的电源压力，但是由于其间歇性，当其发电功率太大时，功率可能会被转移回到上层电网，传输功率会导致过压，相应的传输功率损耗将大大增加。具有灵活功率调节能力的储能系统（ESS）是解决上述问题的有效方法。根据安装情况，ESS分为集中式能量存储（CES）和分布式能量存储（DES）。与CES相比，DES容量一般较小，具有安装灵活，投资风险低的特点。同时，DES可以显著减少由电力传输引起的网络损耗，并提高微电网电源的可靠性。微电网中分布式发电渗透的增加对系统惯性有更大的影响，并进一步影响系统的频率稳定性。

2分析措施

2.1复合储能型光伏并网系统

从目前光伏发电系统的表现上来看，输出功率不稳定的问题比较突出，这是由光伏发电的特征决定的，因为光伏发电受光照的影响比较大，如果光照比较强，那么输出的功率就比较高，如果光照比较弱，那么输出的功率就比较小。而想要提升光伏并网发电系统的稳定性，就需要解决这一问题，而复合储能型光伏并网系统能够较为有效的改善光伏发电的稳定性，由于该技术的应用能够有效的弥补光伏发电的缺陷，因此该技术也得到了广泛的应用。复合储能型光伏并网系统的关键是超级电容器Super-capacitor的应用，将超级电容器与蓄电池相结合，能够有效的提高储能的效率，这种光伏发电结构，光伏发电功率比较大的情况下，会将多出的电能进行保存，在光伏发电量比较小的情况下，可以将电能进行释放，保证输出的功率，通过这样的方式能够有效的提升电力输出的稳定性，同时这种光伏电网结构还能减少并网电流的谐波，从复合储能型光伏并网系统的结构上来看，包括了Boost变换器、光伏阵列等元件，在系统中超级电容与蓄电池有很强的互补性，能够有效的提升电力存储的效率，同时能够保证并网发电系统的稳定性且对于光伏并网功率波动的问题可以得到良好的解决，进而将并网电流波形质量进行改善，改善了传统光伏发电难以调控的问题。

2.2太阳跟踪控制改进设计

针对光电跟踪和视日跟踪两种模式各自存在的问题，尝试将两种跟踪方式相结合，取长补短，通过改进跟踪策略的方式进行优化。改进后的复合跟踪以光电跟踪做为主要的跟踪方式，视日跟踪作为辅助的跟踪方式，参考地理位置设定跟踪时间，跟踪模式根据天气状况通过中断的方式自行切换。夜晚光照强度降低到临界值时，回到初始位置，停止光线追踪，光照强度高于临界值再重新启动跟踪。在多云或者阴晴不定的天气时，光线忽明忽暗，使光电传感器产生的电信号差值变小，如果低于预设最低差值，系统自动切换跟踪模式，改为使用视日跟踪的控制方式执行太阳跟踪，同时改变跟踪的频率，不需要实时变化，采用定时跟踪的策略，每隔一定的时间向控制器发出一次脉冲信号即可，尽可能的减少步进电机消耗的能量，当光线强度恢复到预设值以上（错开数值防抖）继续进行光电追踪。复合控制模式，能够适应更大范围的气候条件，积累误差少，跟踪准确度高，工作过程稳定，可以全天候的进行太阳跟踪，避免在阴晴不定的天气状况给系统带来的损耗，使系统更加稳定。

3探究光伏发电项目成本的配备储能数学模型的建立

(一)降低运输电路网的磨损，提升整体成本的运行质量。现如今在市场需求的发展下，发电站想要在市场上占有一席之地，必须要在整体的光伏发电项目中建立相关的数据模型分析。一方面，要升级项目中的各个基础设备，减省整体的项目花销;另一方面，在一定的程度上保障发电项目的运营状况，提升发电站的供电效率，为广大用户提供优质的服务。

(二)精简项目成本的储存能量，降低项目的改造成本。光伏发电项目所采用的材料是一种不可再生的资源，所以使用资源具有一定的局限性，并且现阶段我国提倡绿色生产、保护生态环境等环保理念，相关部门对于生态资源的保护等方面十分重视。

(三)执行配备储能成本分析工作，细化成本项目的成本系统。负责人在进行光伏发电项目成本的配备储能的过程中，要时刻注意内部的电量转换、具体项目设备的电能管理以及整体运行项目的监控等方面的配套材料，这些材料既能有效调节项目成本中的电能存放效率，还能在很大程度上提升内部设备之间的电能直接传输的效率，进而帮助负责人充分发挥配备储能的作用。

(四)优化光伏项目的成本配件，提高配备储能的运行效率。在光伏发电项目成本配备设备时，负责人应该对整体的发电项目实施调查工作，其中具体的优化流程应该分为几个方面:第一，负责人必须对项目的储能系统中的配件、零件等实施有效地检查。并且在选择材料时，要特别注意本身发电项目电量承载能力、具体的传输效率等方面进行考虑，以防发电的材料不匹配，直接影响整体的发电流程。第二，负责人要以经济发展为目标，不断地优化发电项目的零件配置，而不是一味地选择价格贵的发电配置。要结合项目的发电、运行的情况，进而实施最佳存储电能的方针。

结语

综上所述，光伏发电产业作为我国一个新型产业，现如今正处于高速发展、可塑造的阶段，在我国的经济市场占有相当重要的位置。但是目前光伏产业在发展过程中，肯定会存在一些弊端。所以，产业负责人一定要依照产业市场的发展趋势来看，积极联合于相关部门机构，采取政府补贴等项目。不断地扩展自身的产业运行规模，增强项目的配备储能，逐渐降低光伏发电项目的成本，进而提升产业的运行效率。

参考文献

［1］吴长林，陈玉，高文根．基于VMD-IPSO-ＲFＲ模型的光伏发电功率预测［J］．四川轻化工大学学报(自然科学版)，2020，33(02):73-79．

［2］张金金，张倩，马愿，马金辉，等．模糊聚类-Elman神经网络短期光伏发电预测模型［J］．电测与仪表，2020，57(12):46-51．