配备储能的光伏发电项目成本的数学模型分析

    

    

    摘?要：光伏发电项目中的配备储存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零件输出效率、项目成本的整体零件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零件质量、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

    随着光伏发电行业的不断提升，光伏电站的使用量逐渐地增加，具体的电量储存问题成为了行业发展的一大难题。因此，行业的负责人应该重视此类问题的发展趋势，积极运用现如今高科技的数字模型的方式对整体光伏发电行业中的配备储能进行计算，进而发现项目储能的发展规律以及准确计算详细的发电功率。此方法不仅会弥补传统光伏发电的项目成本计算，而且精简成本的运算效率，提升整体行业的经济发展。

    一、浅析配备储能的光伏发电项目特质

    光伏发电本身就会具有间断、随机等性质，而负责人想要在大规模的发电站中，有效地掌握产业的运行规律，就一定要控制好发电项目的储备特质，其中具体的项目特质如下所示：首先，项目储备的充电特点。产业负责人要运用光伏发电的时间t，之后在根据法电站储备的能量波动中的实际能力Prea（t）和发电中的参考力Pref（t），进一步推导出△P（t）=|Prea（t）-Pref（t）|的公式，此时就能计算出项目成本的放电、收电功率Pb（t）：

    （1）公式中u1（t）和u2（t）主要是代表项目中的储备电力的充放能量，而Pc（t）则是为t时间的充电功率;反之，Pd（t）就是t时间的放电功率[1]。运用（1）就可以推导出储备能量的充电特点，当Prea（t）>Pref（t）的时候，项目能量目前就会处于充电状态，并且负责人可以运用：（u1（t）=1，u2（t）=0）。

    计算出项目成本储备能量的最大承受力，简而言之就是能量所保存的最大功率，在（2）公式中E（t）是能力t时间的储存能量，E（t-1）是t时间的前一段时间的具体储备值，而wc就是代表整个储备能量的充电效率。

    其次，配备储能的放电特点。对于储备能量的发电特点就正好与充电特点截然相反，当Prea（t）

    （4）中公式中wd就是能量的放电效率。

    最后，储备电池的浮充特点。能量的浮充特征就是处于平衡状态，其中当Prea（t）=Pref（t）时，而u1（t）=0，u2（t）=0，具体的能量储备能量和充放功率的公式就是：

    并且在（6），（7）公式中t时间的△P（t）就是在能量的充放功率之间的具体数值，之后推举出电站的详细电能波动值，使得整个电站处于平稳的状态。反之，△P（t）小于或大于能量的充放效率，就代表着项目成本的储备电能就会处于充电与放电的时刻。

    二、列举配备储能的光伏发电项目成本数学模型计算方式

    （一）考虑太阳光照时间对项目的零件输出功率

    光伏发电项目中的成本花费是与发电站的具体能量有关的，对于整个项目发电站来说，太阳的光照程度是影响发电站所含有电量的主要因素，不仅会降低整体项目的花销成本，而且带动项目中的零件运行效率。其中具体的太阳光照程度的计算方式如下所示：

    太阳光照的日产生量在发电站的倾斜面用H1，光照时间/小时t，太阳具体的照射程度E来表示，具体的公式可以演化为：

    在（8）公式中，Hbt是發电站的倾斜面所承受的太阳总光照量，Hdt是倾斜面中的散射光照亮，而Hrt则是代表反射的光照量[2]。

    （二）光伏发电项目的零件输出效率

    光伏项目中的零件肯定会随着当地的温度变化而变化，所以也会影响发电站的成本效率，而其中的具体温度零件（T）的计算数值主要的公式是：

    （10）公式中的T代表着是当地的具体温度，dT/dE是项目零件受到光照的承受度，通常来说，光照的承受度一般是30℃·m2/kw。

    对于零件的收照程度与当地温度共同作用释放功率（P2）的公式应该是：

    在（11）中，ac就是项目零件最大承受温度的数值，25就是是零件的在STC条件下的具体温度值。

    （三）发电站总体发电量的计算方式

    对于光伏发电项目成本来说，相关的技术人员需要对整年的发电量进行详细的计算，进一步分解出每个月的电站发电量。其主要的计算数值要有整年的太阳光照量E，项目整体零件的具体温度T以及单个零件的具体放电功率P等方面。以上数值皆是属于光伏发电项目每日、月和年的光照平均属，因此，负责人在n年m月的时候，将单个零件的放电效率定为P，具体的太阳照射度为t/小时，进而得出每个月的发电站总量为Wm=30Pmtm，所以12月的整体计算公式为：

    以上方法的专门针对项目成本中没有其他的零件等方面的损耗，如果负责人想要将预料的成本、零件消耗等方面进行计算，进一步推出相关的发电站的总量，就要使用以下公式进行计算：

    其中a就是代表的是电路串并联的整体损耗，b是电路的直流侧线缆的总体消耗损耗，c是发电站中的逆变器总损耗，d是交流侧线缆损耗，e是其他设备的总体消耗量，而η则是以上所有的设备消耗总共量。

    （四）整体发电站项目成本与运行效率费用

    除了单个因素的计算公式之外，整个光伏发电项目成本的投资、消耗以及发电站的运行效率等方面的费用也是需要专门的公式进行详细的计算。其中具体的汇总计算方法如下所示：第一，负责人要计算一个的项目零件的资金消耗。

    由此可以得出整个光伏发电站的总花费资金为：

    在（14）、（15）的公式中，单个零件的输出功率为P，C0就是每个零件的具体价格，A1是整个发电站中相关设备的具体费用，A2是整体发电站项目中的支架、电路等相关的建筑材料等方面，A3是相关材料运输和建筑建设等方面的费用，而A就是以上三者之和。

    三、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）精简項目成本的储存能量，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，还能在很大的程度上提升内部设备之间的电能直接运输的效率，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存系统中的配件、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、具体的运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。

    四、结语

    综上所述，光伏发电产业作为我国一个新型产业，现如今正在处于萌芽、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的过程中，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，积极联合于相关的部门机构，采取政治补贴等项目。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，进而提升产业的运作效率。

    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.

    作者简介：张龙（1988—?），男，山西代县人，硕士研究生，工程师，研究方向：电力工程与投资。