光伏发电规划亚健康行为分析及对策研究

With the advancement of policies as well as increasing demands in both domestic and abroad markets, photovoltaic generation has been maintaining a rapid developing speed in our country. However, nowadays a series of abnormal states (which are referred to as sub-health behaviors in this application) have been observed during the period of the actual photovoltaic systems planning. Contents include: (1) the shortage of typical resource-evaluating data used for plans; (2) the non-optimal ways to decide the tilt angle of photovoltaic array; (3) the blindness to the micro-arrangement of the photovoltaic array. Therefore, from the macro-planning and micro-planning aspects, this application aims to investigate the quantitative solar resource assessment system which can be adapted to different measuring conditions. Furthermore, we will also put forward the optimization method to calculate the tilt angle based on different design principles and propose the multidimensional photovoltaic array arrangement principles considering shadow factors. In summary, the application is meant to provide fundamental data for the planning and operation stages of photovoltaic systems, to increase actual efficiency of photovoltaic systems, and to promote the construction of photovoltaic generation theoretically and practically.

在国内外市场和政策的推动下，我国光伏发电将继续保持快速发展的趋势。不过目前实际光伏发电系统规划中暴露出一系列非正常状态（本申请统一称为“亚健康行为”）。具体包括：（1）用于规划的资源评估典型数据缺乏；（2）光伏阵列的倾斜角安置方式盲从；（3）光伏阵列的微观排布方式盲目。本申请拟从宏观规划、微观规划两方面，针对性地研究适应不同量测条件下的光照资源量化评估体系，研究不同确定原则均衡下的倾角优化方法，研究考虑阴影情境下的光伏阵列多维优化排布原则。总的来说，本申请旨在为光伏系统规划运行提供基础数据支撑，提高光伏系统的实际运行效率，在理论和实际上推动光伏发电工程的建设。

在国内外市场和政策的推动下，我国光伏发电将继续保持快速发展的趋势。不过目前实际光伏发电系统规划中暴露出一系列非正常状态。具体包括：（1）用于规划的资源评估典型数据缺乏；（2）光伏阵列的倾斜角安置方式盲从；（3）光伏阵列的微观排布方式盲目。本项目从宏观规划、微观规划两方面，针对性地研究了以下内容：.1）为中国6个气候带的35个地区构造典型气象年，并且从中获取典型太阳辐射数据，为太阳资源评估提供数据支撑；提出基于经验回归模型和机器学习模型的太阳辐射资源评估方法，并将模型运用于不同地区，充分验证和比较不同模型的估计精度和可靠性。.2）以发电量最大为倾角设置原则，提出将和声搜索算法应用于最佳倾角优化的方法，将该优化算法同粒子群优化算法应用于6个气候带的代表城市，从运算结果的精确程度、算法的复杂程度及运算效率等方面进行比较分析；考虑光伏发电同用电负荷间的关系，以容量价值最大为倾角设置原则，对用电负荷分层聚类。基于光伏电池的数学模型及处理后的用电负荷数据，构造并求解考虑容量价值的方位角、倾角优化模型，获得了6个气候带的代表城市最佳方位角和倾角。.3）结合光伏场地间距、方位角等因素，提出单位成本电价最小的光伏电站优化模型，基于遗传算法对模型进行求解，获得单位成本电价最小时的光伏电站最佳倾角。此外，优化了上海、北京、沈阳、海口和拉萨5个地区的最佳倾角，为实际光伏电站倾角设计提供依据。.总的来说，本项目旨在为光伏系统规划运行提供基础数据支撑，提高光伏系统的实际运行效率，在理论和实际上推动光伏发电工程的建设。