基于光伏发电作为集中式电源并网的经济效益评估方法技术

本发明专利技术提供基于光伏发电作为集中式电源并网的经济效益评估方法,通过获取集中式电源并网区域中天气信息、集中式电源并网区域的电网信息以及补贴政策信息；结合计算集中式电源和配电自动化装置的安装成本和运行维护成本，以及集中式电源发出电量和减少的网络损耗产生的收益,根据所述建设投资金额、所述运行投资金额和所述并网电价，结合集中式电源并网区域原有电力发电成本电价，确定所述集中式电源并网区域的投资回收期，确定集中式电源并网区域光伏并入电网的经济效益,明确了光伏发电作为集中式电源并网建设的设备成本、维护成本等投资构成分析，为科学制定光伏发电作为集中式电源并网实施区域和补贴政策提供决策依据。

【技术实现步骤摘要】
基于光伏发电作为集中式电源并网的经济效益评估方法
本专利技术具体涉及基于光伏发电作为集中式电源并网的经济效益评估方法，属于电网规划

技术介绍
光伏并网发电系统就是太阳能光伏发电系统与常规电网相连，共同承担供电任务。当有阳光时，逆变器将光伏系统所发的直流电逆变成正弦交流电，产生的交流电可以直接供给交流负载，然后将剩余的电能输入电网，或者直接将产生的全部电能并入电网。在没有太阳时，负载用电全部由电网供给。目前得到国家大力扶持且快速发展的光伏发电为分散式小型并网光伏，特别是光伏建筑一体化光伏发电，其投资小，建设快，占地面积小，是目前光伏发电并网的主流，集中式大型并网光伏电站所发电能直接输送到电网，便于管理，具有更为优良的实用价值，但是其投资大、建设周期长、占地面积大，且我国国土面积辽阔，不同地区的光照条件(太阳能资源)是不同的，因此在投资建设集中式大型并网光伏电站前需要经过缜密的经济效益评估。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种基于光伏发电作为集中式电源并网的经济效益评估方法，以解决现有技术中还没有很好的方案能直接确定某个地区建设集中式大型光伏电站投资的经济效益，影响了政府和民间资本的配合积极性，不利于新能源的开发利用。为了实现上述目的，本专利技术采取的技术方案如下：基于光伏发电作为集中式电源并网的经济效益评估方法，包括以下步骤:步骤1、获取集中式电源并网区域中天气信息、集中式电源并网区域的电网信息以及补贴政策信息；步骤2、基于K-means聚类分析方法获取集中式电源并网区域天气的时序特性，在聚类的天气时序特性条件下计算不同光伏电源对应的输出功率；步骤3、根据各变电站主网可接纳的最大的光伏并网载荷和所述各变电站分站可接入的最大光伏并网负荷之和，确定集中式电源并网各变电站可接入的最大光伏并网规模，结合光伏电源输出功率的基础上分析得出集中式电源的设备采用配置方案；步骤4、结合考虑最大光伏并网规模、集中式电源的设备配置方案，结合计算集中式电源和配电自动化装置的安装成本和运行维护成本，以及集中式电源发出电量和减少的网络损耗产生的收益；具体计算过程为：式中:第i台集中式电源的安装成本；第j台配电自动化装置的安装成本；第i台集中式电源的运行维护成本；第j台配电自动化装置的运行维护成本；CIC:供电中断成本；Egen，j,第j台集中式电源发出的功率；Eloss，i:第i种集中式电源的电量损耗；Ki:第i种集中式电源下的配电网上网电价；K′i:第i种集中式电源下的配电网售电电价；LL:共考虑LL种集中式电源负荷水平；NDG:配电网中安装的集中式电源总数；Ns:配电网中安装的配电自动化装置总数；CPV1:不考虑集中式电源总数增长的资金折算率；CPV2:考虑集中式电源总数增长的资金折算率；步骤5、根据所述最大光伏并网规模进行配套电网规划，确定并网方案；步骤6、根据所述并网方案以及补贴政策信息，确定所述集中式电源并网的建设投资金额、运行投资金额和并网电价。步骤7、根据所述建设投资金额、所述运行投资金额和所述并网电价，结合集中式电源并网区域原有电力发电成本电价，确定所述集中式电源并网区域的投资回收期，确定集中式电源并网区域光伏并入电网的经济效益。进一步的,步骤2的实现包括：收集与光伏电源出力特性相关的全年以小时为单位的历史气象数据：温度、光照；利用K-means聚类分析方法分析全年的历史气象数据，聚类为一组24小时的典型特性曲线；具体步骤如下：步骤2.1、从历史数据中任选K个样本值付给初始聚类中心μ1、μ2···μ3，并记Ck为第k个聚类样本集合；步骤2.2、对于第i个样本点xi，计算其与各聚类中心uk的欧氏距离d(xi,μi)，找出欧式距离最小的聚类中心，将样本xi归入该聚类中心对应的样本集中；步骤2.3、当所有样本被分类后，重新计算K个聚类中心：步骤2.4、计算第g次迭代的收敛准则函数值：步骤2.5、判断收敛性，若|E(g)-E(g-1)|＞ε则表示没有收敛，继续跳回步骤2.2直到结果收敛。步骤2.6、光伏电源对应的输出功率采用以下公式计算：其中，为t时刻光伏电源对应的输出功率，EPV为计划安装光伏电源的额定容量，GSTC＝1000W/m2，TSTC＝25℃，Gc为太阳能电池板实际工作时的太阳辐照度，Tc为太阳能电池板的实际工作温度，功率温度系数k＝0.0045。与现有技术相比，本专利技术所取得的有益效果如下：采用上述方案后，明确了光伏发电作为集中式电源并网建设的设备成本、维护成本等投资构成分析，确定了选定地区单位面积设备发电量，并相对比传统发电方式，计算投资回报期，为科学制定光伏发电作为集中式电源并网实施区域和补贴政策提供决策依据，提高了政府和民间资本的积极性，减少了投资决策失误的风险，有助于开发太阳能新能源，相应国家政策号召。附图说明附图1为本专利技术经济效益评估方法的步骤流程图；具体实施方式以下结合附图对本专利技术进行进一步详细的叙述。如附图1所示，本专利技术提供基于光伏发电作为集中式电源并网的经济效益评估方法，包括以下步骤:步骤1、获取集中式电源并网区域中天气信息、集中式电源并网区域的电网信息以及补贴政策信息；步骤2、基于K-means聚类分析方法获取集中式电源并网区域天气的时序特性，在聚类的天气时序特性条件下计算不同光伏电源对应的输出功率；步骤3、根据各变电站主网可接纳的最大的光伏并网载荷和所述各变电站分站可接入的最大光伏并网负荷之和，确定集中式电源并网各变电站可接入的最大光伏并网规模，结合光伏电源输出功率的基础上分析得出集中式电源的设备采用配置方案；步骤4、结合考虑最大光伏并网规模、集中式电源的设备配置方案，结合计算集中式电源和配电自动化装置的安装成本和运行维护成本，以及集中式电源发出电量和减少的网络损耗产生的收益；具体计算过程为：式中:第i台集中式电源的安装成本；第j台配电自动化装置的安装成本；第i台集中式电源的运行维护成本；第j台配电自动化装置的运行维护成本；CIC:供电中断成本；Egen，j,第j台集中式电源发出的功率；Eloss，i:第i种集中式电源的电量损耗；Ki:第i种集中式电源下的配电网上网电价；K′i:第i种集中式电源下的配电网售电电价；LL:共考虑LL种集中式电源负荷水平；NDG:配电网中安装的集中式电源总数；Ns:配电网中安装的配电自动化装置总数；CPV1:不考虑集中式电源总数增长的资金折算率；CPV2:考虑集中式电源总数增长的资金折算率；步骤5、根据所述最大光伏并网规模进行配套电网规划，确定并网方案；步骤6、根据所述并网方案以及补贴政策信息，确定所述集中式电源并网的建设投资金额、运行投资金额和并网电价。步骤7、根据所述建设投资金额、所述运行投资金额和所述并网电价，结合集中式电源并网区域原有电力发电成本电价，确定所述集中式电源并网区域的投资回收期，确定集中式电源并网区域光伏并入电网的经济效益,采用上述方案后，明确了光伏发电作为集中式电源并网建设的设备成本、维护成本等投资构成分析，确定了选定地区单位面积设备发电量，并相对比传统发电方式，计算投资回报期，为科学制定光伏发电作为集中式电源并网实施区域和补贴政策提供决策依据，提高了政府和民间资本的积极性，减少了投资决策失误的风险，有助本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于光伏发电作为集中式电源并网的经济效益评估方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤1、获取集中式电源并网区域中天气信息、集中式电源并网区域的电网信息以及补贴政策信息；步骤2、基于K‑means聚类分析方法获取集中式电源并网区域天气的时序特性，在聚类的天气时序特性条件下计算不同光伏电源对应的输出功率；步骤3、根据各变电站主网可接纳的最大的光伏并网载荷和所述各变电站分站可接入的最大光伏并网负荷之和，确定集中式电源并网各变电站可接入的最大光伏并网规模，结合光伏电源输出功率的基础上分析得出集中式电源的设备采用配置方案；步骤4、结合考虑最大光伏并网规模、集中式电源的设备配置方案，结合计算集中式电源和配电自动化装置的安装成本和运行维护成本，以及集中式电源发出电量和减少的网络损耗产生的收益；具体计算过程为：

【技术特征摘要】
1.基于光伏发电作为集中式电源并网的经济效益评估方法，其特征在于，包括以下步骤:步骤1、获取集中式电源并网区域中天气信息、集中式电源并网区域的电网信息以及补贴政策信息；步骤2、基于K-means聚类分析方法获取集中式电源并网区域天气的时序特性，在聚类的天气时序特性条件下计算不同光伏电源对应的输出功率；步骤3、根据各变电站主网可接纳的最大的光伏并网载荷和所述各变电站分站可接入的最大光伏并网负荷之和，确定集中式电源并网各变电站可接入的最大光伏并网规模，结合光伏电源输出功率的基础上分析得出集中式电源的设备采用配置方案；步骤4、结合考虑最大光伏并网规模、集中式电源的设备配置方案，结合计算集中式电源和配电自动化装置的安装成本和运行维护成本，以及集中式电源发出电量和减少的网络损耗产生的收益；具体计算过程为：式中:第i台集中式电源的安装成本；第j台配电自动化装置的安装成本；第i台集中式电源的运行维护成本；第j台配电自动化装置的运行维护成本；CIC:供电中断成本；Egen，j′第j台集中式电源发出的功率；Eloss，i:第i种集中式电源的电量损耗；Ki:第i种集中式电源下的配电网上网电价；K′i:第i种集中式电源下的配电网售电电价；LL:共考虑LL种集中式电源负荷水平；NDG:配电网中安装的集中式电源总数；Ns:配电网中安装的配电自动化装置总数；CPV1:不考虑集中式电源总数增长的资金折算率；CPV2:考虑集中式电源总数增长的资金折算率；步骤5、根据所述最大光伏并网规模进行配套电网规划，确定并网方案...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭磊，李博强，曹洋，岳会欣，周志清，张成云，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，国网河北省电力有限公司，国网河北省电力有限公司石家庄市藁城区供电分公司，
类型：发明
国别省市：北京,11