配備儲能的光伏發電項目成本的數學模型分析

摘?要：光伏發電項目中的配備儲存是整體項目的發展核心，而項目成本的數據模型是發電的首要因素。基于此，本文闡述了配備儲能的光伏發電項目的主要特征以及考慮光照時間的零件輸出效率、項目成本的整體零件輸出效率和整體發電站的整體運行費用等方面的計算，并提出減少運輸電路的網線損壞、強化光伏發電的儲存系統、提升專業的數字化項目成本零件質量、嚴格執行項目的配備儲能工作等實質性的模型建立。

關鍵詞：配備儲能;光伏發電項目;成本;數學模型

隨著光伏發電行業的不斷提升，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發展的一大難題。因此，行業的負責人應該重視此類問題的發展趨勢，積極運用現如今高科技的數字模型的方式對整體光伏發電行業中的配備儲能進行計算，進而發現項目儲能的發展規律以及準確計算詳細的發電功率。此方法不僅會彌補傳統光伏發電的項目成本計算，而且精簡成本的運算效率，提升整體行業的經濟發展。

一、淺析配備儲能的光伏發電項目特質

光伏發電本身就會具有間斷、隨機等性質，而負責人想要在大規模的發電站中，有效地掌握產業的運行規律，就一定要控制好發電項目的儲備特質，其中具體的項目特質如下所示：首先，項目儲備的充電特點。產業負責人要運用光伏發電的時間t，之后在根據法電站儲備的能量波動中的實際能力Prea（t）和發電中的參考力Pref（t），進一步推導出△P（t）=|Prea（t）-Pref（t）|的公式，此時就能計算出項目成本的放電、收電功率Pb（t）：

（1）公式中u1（t）和u2（t）主要是代表項目中的儲備電力的充放能量，而Pc（t）則是為t時間的充電功率;反之，Pd（t）就是t時間的放電功率[1]。運用（1）就可以推導出儲備能量的充電特點，當Prea（t）>Pref（t）的時候，項目能量目前就會處于充電狀態，并且負責人可以運用：（u1（t）=1，u2（t）=0）。

計算出項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時間的儲存能量，E（t-1）是t時間的前一段時間的具體儲備值，而wc就是代表整個儲備能量的充電效率。

其次，配備儲能的放電特點。對于儲備能量的發電特點就正好與充電特點截然相反，當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。能量的浮充特征就是處于平衡狀態，其中當Prea（t）=Pref（t）時，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時間的△P（t）就是在能量的充放功率之間的具體數值，之后推舉出電站的詳細電能波動值，使得整個電站處于平穩的狀態。反之，△P（t）小于或大于能量的充放效率，就代表著項目成本的儲備電能就會處于充電與放電的時刻。

二、列舉配備儲能的光伏發電項目成本數學模型計算方式

（一）考慮太陽光照時間對項目的零件輸出功率

光伏發電項目中的成本花費是與發電站的具體能量有關的，對于整個項目發電站來說，太陽的光照程度是影響發電站所含有電量的主要因素，不僅會降低整體項目的花銷成本，而且帶動項目中的零件運行效率。其中具體的太陽光照程度的計算方式如下所示：

太陽光照的日產生量在發電站的傾斜面用H1，光照時間/小時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）光伏發電項目的零件輸出效率

光伏項目中的零件肯定會隨著當地的溫度變化而變化，所以也會影響發電站的成本效率，而其中的具體溫度零件（T）的計算數值主要的公式是：

（10）公式中的T代表著是當地的具體溫度，dT/dE是項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地溫度共同作用釋放功率（P2）的公式應該是：

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

（三）發電站總體發電量的計算方式

對于光伏發電項目成本來說，相關的技術人員需要對整年的發電量進行詳細的計算，進一步分解出每個月的電站發電量。其主要的計算數值要有整年的太陽光照量E，項目整體零件的具體溫度T以及單個零件的具體放電功率P等方面。以上數值皆是屬于光伏發電項目每日、月和年的光照平均屬，因此，負責人在n年m月的時候，將單個零件的放電效率定為P，具體的太陽照射度為t/小時，進而得出每個月的發電站總量為Wm=30Pmtm，所以12月的整體計算公式為：

以上方法的專門針對項目成本中沒有其他的零件等方面的損耗，如果負責人想要將預料的成本、零件消耗等方面進行計算，進一步推出相關的發電站的總量，就要使用以下公式進行計算：

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

（四）整體發電站項目成本與運行效率費用

除了單個因素的計算公式之外，整個光伏發電項目成本的投資、消耗以及發電站的運行效率等方面的費用也是需要專門的公式進行詳細的計算。其中具體的匯總計算方法如下所示：第一，負責人要計算一個的項目零件的資金消耗。

由此可以得出整個光伏發電站的總花費資金為：

在（14）、（15）的公式中，單個零件的輸出功率為P，C0就是每個零件的具體價格，A1是整個發電站中相關設備的具體費用，A2是整體發電站項目中的支架、電路等相關的建筑材料等方面，A3是相關材料運輸和建筑建設等方面的費用，而A就是以上三者之和。

三、探究光伏發電項目成本的配備儲能數學模型的建立

（一）降低運輸電路網的磨損，提升整體成本的運行質量

現如今在市場需求的發展下，發電站想要在市場上占有一席之地，必須要在整體的光伏發電項目中建立相關的數據模型分析。一方面，要升級項目中的各個基礎設備，減省整體的項目花銷;另一方面，在一定的程度上保障發電項目的運營狀況，提升發電站的供電效率，為廣大用戶提供優質的服務。

（二）精簡項目成本的儲存能量，降低項目的改造成本

光伏發電項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，并且現階段我國提倡綠色生產、保護生態環境等環保理念，相關部門對于生態資源的保護等方面十分重視。

（三）執行配備儲能成本分析工作，細化成本項目的成本系統

負責人在進行光伏發電項目成本的配備儲能的過程中，要時刻注意內部的電量轉換、具體項目設備的電能管理以及整體運行項目的監控等方面的配套材料，這些材料既能有效調節項目成本中的電能存放效率，還能在很大的程度上提升內部設備之間的電能直接運輸的效率，進而幫助負責人充分發揮配備儲能的作用。

（四）優化光伏項目的成本配件，提高配備儲能的運行效率

在光伏發電項目成本配備設備時，負責人應該對整體的發電項目實施調查工作，其中具體的優化流程應該分為幾個方面：第一，負責人必須對項目的儲存系統中的配件、零件等實施有效地檢查。并且在選擇材料時，要特別注意本身發電項目電量承載能力、具體的運輸效率等方面進行考慮，以防發電的材料不匹配，直接影響整體的發電流程。第二，負責人要以經濟發展為目標，不斷地優化發電項目的零件配置，而不是一味地選擇價格貴的發電配置。要結合項目的發電、運行的情況，進而實施最佳存儲電能的方針。

四、結語

綜上所述，光伏發電產業作為我國一個新型產業，現如今正在處于萌芽、可塑造的階段，在我國的經濟市場占有相當重要的位置。但是目前光伏產業在發展的過程中，肯定會存在一些弊端。所以，產業負責人一定要依照產業市場的發展趨勢來看，積極聯合于相關的部門機構，采取政治補貼等項目。不斷地擴展自身的產業運行規模，增強項目的配備儲能，逐漸降低光伏發電項目的成本，進而提升產業的運作效率。

參考文獻：

[1]吳長林，陳玉，高文根.基于VMD-IPSO-RFR模型的光伏發電功率預測[J].四川輕化工大學學報（自然科學版），2020，33（02）：73-79.

[2]張金金，張倩，馬愿，馬金輝，等.模糊聚類-Elman神經網絡短期光伏發電預測模型[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。