一种城市地面及屋顶的光伏优化配置方法技术

本发明专利技术公开一种城市地面及屋顶的光伏优化配置方法

【技术实现步骤摘要】
一种城市地面及屋顶的光伏优化配置方法、系统及设备


[0001]本专利技术涉及光伏配置
，特别是涉及一种城市地面及屋顶的光伏优化配置方法
、
系统及设备
。

技术介绍

[0002]频繁的极端天气事件不仅使城市用能负荷急剧攀升，也增加了能源生产的不稳定性，导致城市电网崩溃
、
能源输送中断等问题
。
城市能源系统需要更加可靠和灵活的应对策略，挖掘城市能源自给潜力对提升城市能源系统韧性有着至关重要的作用
。
[0003]太阳能光伏技术作为部署速度最快
、
同比增长率最高的能源发电技术，预计到
2050
年将满足全球
25
％
‑
49
％的电力需求，同时在
2018
年至
2050
年期间为多达
1500
万人提供就业机会
。
充分利用城市地面及建筑屋顶空间进行光伏铺设，能够使城市社区与公民成为能源产消者，有助于减少由传统能源生产及输送衍生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种城市地面及屋顶的光伏优化配置方法，其特征在于，方法包括：基于目标城市的地理空间数据，计算城市光伏潜在开发总面积；所述目标城市的地理空间数据包括城市土地利用面积及城市建筑面积；获取所述目标城市的城市光伏系统生命周期影响数据；所述城市光伏系统包括设置在城市地面及城市屋顶的光伏系统；基于所述城市光伏系统生命周期影响数据，构建城市光伏生命周期资源环境影响潜值计算函数；构建城市光伏发电计算函数及城市光伏经济成本计算函数；基于所述城市光伏生命周期资源环境影响潜值计算函数
、
所述城市光伏发电计算函数及所述城市光伏经济成本计算函数，以生命周期影响潜值最小
、
光伏发电量最大及经济成本最低为目标，建立多目标优化模型；基于所述城市光伏潜在开发总面积，采用多目标优化算法，对所述多目标优化模型进行求解，以得到最优解集；所述最优解集中的任一最优解表征对于分别设置在城市地面及城市屋顶的光伏系统的最优开发面积；采用熵权
‑
TOPSIS
决策方法，从所述最优解集中确定最终解；所述最终解表征对于分别设置在城市地面及城市屋顶的光伏系统的最终开发面积
。2.
根据权利要求1所述的城市地面及屋顶的光伏优化配置方法，其特征在于，所述城市土地利用面积包括城市草地面积
、
城市灌木面积及城市裸地面积；所述城市光伏潜在开发总面积的计算公式为：
AREA
Potential
＝
AREA
Ground
+AREA
Rooftop
；
AREA
Ground
＝
A
草地
+A
灌木
+A
裸地
；
AREA
Rooftop
＝
μ
×
AREA
Building
；其中，
AREA
Potential
为城市光伏潜在开发总面积；
AREA
Ground
为城市地面光伏潜在开发面积；
AREA
Rooftop
为城市屋顶光伏潜在开发面积；
A
草地
表示城市待开发的草地面积；
A
灌木
表示城市待开发的灌木面积；
A
裸地
表示城市待开发的裸地面积；
AREA
Building
为城市建筑面积；
μ
为预设城市建筑屋顶光伏开发比例
。3.
根据权利要求1所述的城市地面及屋顶的光伏优化配置方法，其特征在于，所述城市光伏系统生命周期影响数据包括城市光伏系统生命周期影响类别集合
、
城市光伏系统生命周期阶段集合以及城市光伏系统生命周期清单数据；所述城市光伏系统生命周期影响类别集合包括能源消耗
、
水消耗
、
土地占用和碳排放；所述城市光伏系统生命周期阶段集合包括原材料生产阶段
、
制造阶段
、
安装建设阶段
、
运营维护阶段
、
拆除阶段
、
回收阶段和处置阶段；所述城市光伏系统生命周期清单数据包括多个清单物质；所述城市光伏生命周期资源环境影响潜值计算函数的构建过程，具体包括：将预设
LCA
数据库与所述城市光伏系统生命周期清单数据进行关联，以得到各清单物质的背景数据集；基于各清单物质的背景数据集
、
所述城市光伏系统生命周期清单数据
、
所述城市光伏系统生命周期阶段集合及所述城市光伏系统生命周期影响类别集合，计算城市光伏系统的生命周期资源环境影响；根据所述城市光伏系统的生命周期资源环境影响及预设的各影响类别的基准值，构建
城市光伏生命周期资源环境影响潜值计算函数
。4.
根据权利要求1所述的城市地面及屋顶的光伏优化配置方法，其特征在于，所述城市光伏发电计算函数为：其中，
TPSE
为城市光伏发电值；
GHI
为城市太阳辐照度；
η
为太阳能与电能之间的转换效率；
PR
为光伏组件性能比；
AREA
r
为第
r
类城市光伏系统的潜在开发面积；
R
表示城市光伏系统的种类数量，当
R
＝2时，包括分别设置在城市地面与城市屋顶的光伏系统
。5.
根据权利要求1所述的城市地面及屋顶的光伏优化配置方法，其特征在于，所述城市光伏经济成本计算函数为：其中，
LCOE
为城市光伏经济成本值；
AREA
r
为第
r
类城市光伏...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟凡鑫，袁秋玲，刘耕源，杨志峰，
申请(专利权)人：北京师范大学，
类型：发明
国别省市：