配備儲能的光伏發(fā)電項(xiàng)目成本的數(shù)學(xué)模型分析

摘?要：光伏發(fā)電項(xiàng)目中的配備儲存是整體項(xiàng)目的發(fā)展核心，而項(xiàng)目成本的數(shù)據(jù)模型是發(fā)電的首要因素?；诖耍疚年U述了配備儲能的光伏發(fā)電項(xiàng)目的主要特征以及考慮光照時(shí)間的零件輸出效率、項(xiàng)目成本的整體零件輸出效率和整體發(fā)電站的整體運(yùn)行費(fèi)用等方面的計(jì)算，并提出減少運(yùn)輸電路的網(wǎng)線損壞、強(qiáng)化光伏發(fā)電的儲存系統(tǒng)、提升專業(yè)的數(shù)字化項(xiàng)目成本零件質(zhì)量、嚴(yán)格執(zhí)行項(xiàng)目的配備儲能工作等實(shí)質(zhì)性的模型建立。

關(guān)鍵詞：配備儲能;光伏發(fā)電項(xiàng)目;成本;數(shù)學(xué)模型

隨著光伏發(fā)電行業(yè)的不斷提升，光伏電站的使用量逐漸地增加，具體的電量儲存問題成為了行業(yè)發(fā)展的一大難題。因此，行業(yè)的負(fù)責(zé)人應(yīng)該重視此類問題的發(fā)展趨勢，積極運(yùn)用現(xiàn)如今高科技的數(shù)字模型的方式對整體光伏發(fā)電行業(yè)中的配備儲能進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目儲能的發(fā)展規(guī)律以及準(zhǔn)確計(jì)算詳細(xì)的發(fā)電功率。此方法不僅會彌補(bǔ)傳統(tǒng)光伏發(fā)電的項(xiàng)目成本計(jì)算，而且精簡成本的運(yùn)算效率，提升整體行業(yè)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

一、淺析配備儲能的光伏發(fā)電項(xiàng)目特質(zhì)

光伏發(fā)電本身就會具有間斷、隨機(jī)等性質(zhì)，而負(fù)責(zé)人想要在大規(guī)模的發(fā)電站中，有效地掌握產(chǎn)業(yè)的運(yùn)行規(guī)律，就一定要控制好發(fā)電項(xiàng)目的儲備特質(zhì)，其中具體的項(xiàng)目特質(zhì)如下所示：首先，項(xiàng)目儲備的充電特點(diǎn)。產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)人要運(yùn)用光伏發(fā)電的時(shí)間t，之后在根據(jù)法電站儲備的能量波動中的實(shí)際能力Prea（t）和發(fā)電中的參考力Pref（t），進(jìn)一步推導(dǎo)出△P（t）=|Prea（t）-Pref（t）|的公式，此時(shí)就能計(jì)算出項(xiàng)目成本的放電、收電功率Pb（t）：

（1）公式中u1（t）和u2（t）主要是代表項(xiàng)目中的儲備電力的充放能量，而Pc（t）則是為t時(shí)間的充電功率;反之，Pd（t）就是t時(shí)間的放電功率[1]。運(yùn)用（1）就可以推導(dǎo)出儲備能量的充電特點(diǎn)，當(dāng)Prea（t）>Pref（t）的時(shí)候，項(xiàng)目能量目前就會處于充電狀態(tài)，并且負(fù)責(zé)人可以運(yùn)用：（u1（t）=1，u2（t）=0）。

計(jì)算出項(xiàng)目成本儲備能量的最大承受力，簡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時(shí)間的儲存能量，E（t-1）是t時(shí)間的前一段時(shí)間的具體儲備值，而wc就是代表整個(gè)儲備能量的充電效率。

其次，配備儲能的放電特點(diǎn)。對于儲備能量的發(fā)電特點(diǎn)就正好與充電特點(diǎn)截然相反，當(dāng)Prea（t）

（4）中公式中wd就是能量的放電效率。

最后，儲備電池的浮充特點(diǎn)。能量的浮充特征就是處于平衡狀態(tài)，其中當(dāng)Prea（t）=Pref（t）時(shí)，而u1（t）=0，u2（t）=0，具體的能量儲備能量和充放功率的公式就是：

并且在（6），（7）公式中t時(shí)間的△P（t）就是在能量的充放功率之間的具體數(shù)值，之后推舉出電站的詳細(xì)電能波動值，使得整個(gè)電站處于平穩(wěn)的狀態(tài)。反之，△P（t）小于或大于能量的充放效率，就代表著項(xiàng)目成本的儲備電能就會處于充電與放電的時(shí)刻。

二、列舉配備儲能的光伏發(fā)電項(xiàng)目成本數(shù)學(xué)模型計(jì)算方式

（一）考慮太陽光照時(shí)間對項(xiàng)目的零件輸出功率

光伏發(fā)電項(xiàng)目中的成本花費(fèi)是與發(fā)電站的具體能量有關(guān)的，對于整個(gè)項(xiàng)目發(fā)電站來說，太陽的光照程度是影響發(fā)電站所含有電量的主要因素，不僅會降低整體項(xiàng)目的花銷成本，而且?guī)禹?xiàng)目中的零件運(yùn)行效率。其中具體的太陽光照程度的計(jì)算方式如下所示：

太陽光照的日產(chǎn)生量在發(fā)電站的傾斜面用H1，光照時(shí)間/小時(shí)t，太陽具體的照射程度E來表示，具體的公式可以演化為：

在（8）公式中，Hbt是發(fā)電站的傾斜面所承受的太陽總光照量，Hdt是傾斜面中的散射光照亮，而Hrt則是代表反射的光照量[2]。

（二）光伏發(fā)電項(xiàng)目的零件輸出效率

光伏項(xiàng)目中的零件肯定會隨著當(dāng)?shù)氐臏囟茸兓兓?，所以也會影響發(fā)電站的成本效率，而其中的具體溫度零件（T）的計(jì)算數(shù)值主要的公式是：

（10）公式中的T代表著是當(dāng)?shù)氐木唧w溫度，dT/dE是項(xiàng)目零件受到光照的承受度，通常來說，光照的承受度一般是30℃·m2/kw。

對于零件的收照程度與當(dāng)?shù)販囟裙餐饔冕尫殴β剩≒2）的公式應(yīng)該是：

在（11）中，ac就是項(xiàng)目零件最大承受溫度的數(shù)值，25就是是零件的在STC條件下的具體溫度值。

（三）發(fā)電站總體發(fā)電量的計(jì)算方式

對于光伏發(fā)電項(xiàng)目成本來說，相關(guān)的技術(shù)人員需要對整年的發(fā)電量進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算，進(jìn)一步分解出每個(gè)月的電站發(fā)電量。其主要的計(jì)算數(shù)值要有整年的太陽光照量E，項(xiàng)目整體零件的具體溫度T以及單個(gè)零件的具體放電功率P等方面。以上數(shù)值皆是屬于光伏發(fā)電項(xiàng)目每日、月和年的光照平均屬，因此，負(fù)責(zé)人在n年m月的時(shí)候，將單個(gè)零件的放電效率定為P，具體的太陽照射度為t/小時(shí)，進(jìn)而得出每個(gè)月的發(fā)電站總量為Wm=30Pmtm，所以12月的整體計(jì)算公式為：

以上方法的專門針對項(xiàng)目成本中沒有其他的零件等方面的損耗，如果負(fù)責(zé)人想要將預(yù)料的成本、零件消耗等方面進(jìn)行計(jì)算，進(jìn)一步推出相關(guān)的發(fā)電站的總量，就要使用以下公式進(jìn)行計(jì)算：

其中a就是代表的是電路串并聯(lián)的整體損耗，b是電路的直流側(cè)線纜的總體消耗損耗，c是發(fā)電站中的逆變器總損耗，d是交流側(cè)線纜損耗，e是其他設(shè)備的總體消耗量，而η則是以上所有的設(shè)備消耗總共量。

（四）整體發(fā)電站項(xiàng)目成本與運(yùn)行效率費(fèi)用

除了單個(gè)因素的計(jì)算公式之外，整個(gè)光伏發(fā)電項(xiàng)目成本的投資、消耗以及發(fā)電站的運(yùn)行效率等方面的費(fèi)用也是需要專門的公式進(jìn)行詳細(xì)的計(jì)算。其中具體的匯總計(jì)算方法如下所示：第一，負(fù)責(zé)人要計(jì)算一個(gè)的項(xiàng)目零件的資金消耗。

由此可以得出整個(gè)光伏發(fā)電站的總花費(fèi)資金為：

在（14）、（15）的公式中，單個(gè)零件的輸出功率為P，C0就是每個(gè)零件的具體價(jià)格，A1是整個(gè)發(fā)電站中相關(guān)設(shè)備的具體費(fèi)用，A2是整體發(fā)電站項(xiàng)目中的支架、電路等相關(guān)的建筑材料等方面，A3是相關(guān)材料運(yùn)輸和建筑建設(shè)等方面的費(fèi)用，而A就是以上三者之和。

三、探究光伏發(fā)電項(xiàng)目成本的配備儲能數(shù)學(xué)模型的建立

（一）降低運(yùn)輸電路網(wǎng)的磨損，提升整體成本的運(yùn)行質(zhì)量

現(xiàn)如今在市場需求的發(fā)展下，發(fā)電站想要在市場上占有一席之地，必須要在整體的光伏發(fā)電項(xiàng)目中建立相關(guān)的數(shù)據(jù)模型分析。一方面，要升級項(xiàng)目中的各個(gè)基礎(chǔ)設(shè)備，減省整體的項(xiàng)目花銷;另一方面，在一定的程度上保障發(fā)電項(xiàng)目的運(yùn)營狀況，提升發(fā)電站的供電效率，為廣大用戶提供優(yōu)質(zhì)的服務(wù)。

（二）精簡項(xiàng)目成本的儲存能量，降低項(xiàng)目的改造成本

光伏發(fā)電項(xiàng)目所采用的材料是一種不可再生的資源，所以使用資源具有一定的局限性，并且現(xiàn)階段我國提倡綠色生產(chǎn)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境等環(huán)保理念，相關(guān)部門對于生態(tài)資源的保護(hù)等方面十分重視。

（三）執(zhí)行配備儲能成本分析工作，細(xì)化成本項(xiàng)目的成本系統(tǒng)

負(fù)責(zé)人在進(jìn)行光伏發(fā)電項(xiàng)目成本的配備儲能的過程中，要時(shí)刻注意內(nèi)部的電量轉(zhuǎn)換、具體項(xiàng)目設(shè)備的電能管理以及整體運(yùn)行項(xiàng)目的監(jiān)控等方面的配套材料，這些材料既能有效調(diào)節(jié)項(xiàng)目成本中的電能存放效率，還能在很大的程度上提升內(nèi)部設(shè)備之間的電能直接運(yùn)輸?shù)男剩M(jìn)而幫助負(fù)責(zé)人充分發(fā)揮配備儲能的作用。

（四）優(yōu)化光伏項(xiàng)目的成本配件，提高配備儲能的運(yùn)行效率

在光伏發(fā)電項(xiàng)目成本配備設(shè)備時(shí)，負(fù)責(zé)人應(yīng)該對整體的發(fā)電項(xiàng)目實(shí)施調(diào)查工作，其中具體的優(yōu)化流程應(yīng)該分為幾個(gè)方面：第一，負(fù)責(zé)人必須對項(xiàng)目的儲存系統(tǒng)中的配件、零件等實(shí)施有效地檢查。并且在選擇材料時(shí)，要特別注意本身發(fā)電項(xiàng)目電量承載能力、具體的運(yùn)輸效率等方面進(jìn)行考慮，以防發(fā)電的材料不匹配，直接影響整體的發(fā)電流程。第二，負(fù)責(zé)人要以經(jīng)濟(jì)發(fā)展為目標(biāo)，不斷地優(yōu)化發(fā)電項(xiàng)目的零件配置，而不是一味地選擇價(jià)格貴的發(fā)電配置。要結(jié)合項(xiàng)目的發(fā)電、運(yùn)行的情況，進(jìn)而實(shí)施最佳存儲電能的方針。

四、結(jié)語

綜上所述，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)作為我國一個(gè)新型產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)如今正在處于萌芽、可塑造的階段，在我國的經(jīng)濟(jì)市場占有相當(dāng)重要的位置。但是目前光伏產(chǎn)業(yè)在發(fā)展的過程中，肯定會存在一些弊端。所以，產(chǎn)業(yè)負(fù)責(zé)人一定要依照產(chǎn)業(yè)市場的發(fā)展趨勢來看，積極聯(lián)合于相關(guān)的部門機(jī)構(gòu)，采取政治補(bǔ)貼等項(xiàng)目。不斷地?cái)U(kuò)展自身的產(chǎn)業(yè)運(yùn)行規(guī)模，增強(qiáng)項(xiàng)目的配備儲能，逐漸降低光伏發(fā)電項(xiàng)目的成本，進(jìn)而提升產(chǎn)業(yè)的運(yùn)作效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]吳長林，陳玉，高文根.基于VMD-IPSO-RFR模型的光伏發(fā)電功率預(yù)測[J].四川輕化工大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2020，33（02）：73-79.

[2]張金金，張倩，馬愿，馬金輝，等.模糊聚類-Elman神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)短期光伏發(fā)電預(yù)測模型[J].電測與儀表，2020，57（12）：46-51.

作者簡介：張龍（1988—?），男，山西代縣人，碩士研究生，工程師，研究方向：電力工程與投資。