[发明专利]一种清洁能源分布式和集中式开发方式的规划分析方法

权利要求书

1.一种清洁能源分布式和集中式开发方式的规划分析方法，其特征在于：它包括以下步骤：

A.确定规划水平年；

B.对待开发国家/地区的清洁能源资源潜力进行评估；

根据待开发国家/地区的资源分布情况，测算所述待开发国家/地区清洁能源理论可开发量、技术可开发量及经济开发潜力的上限，并结合待开发国家/地区发展目标和资源潜力情况，将所述待开发国家/地区规划水平年清洁能源可开发总量作为约束条件；

C.测算待开发国家/地区清洁能源集中式和分布式两种开发方式下的发电成本；

以国际通用的LCOE成本测算模型为基础，加入影响因素，构建可再生能源发电成本测算模型，即CORE模型，分别测算该国家/地区在规划水平年的清洁能源集中式开发和分布式开发发电成本、输电线路成本以及常规电源发电成本、输电线路成本；

D.确定待开发国家/地区清洁能源集中式和分布式开发方式规划分析模型的约束条件；

E.构建集中式和分布式开发方式规划分析模型；

以待开发国家/地区开发总成本最小为目标函数，满足步骤D中各约束条件，构建集中式和分布式开发方式规划分析模型，通过该模型计算该国家/地区规划水平年下的集中式和分布式开发规模及布局；

F.富裕资源跨国跨洲外送通道选取及测算；

通过已计算出的集中式和分布式开发规模，计算资源潜力下本地可开发富裕规模；当富裕规模大于等于3倍本地已开发规模时，考虑跨国跨洲外送，否则考虑本地开发模式；跨国跨洲外送条件下，建立待选输电通道集合，测算各输电通道成本，以送端-输电线路-受端总成本最小为目标函数，构建跨国跨洲输电规划分析模型；

G.输出最优输电通道规划；

测算受端常规电源和清洁能源发电成本，以及受端规划水平年负荷，应用跨国跨洲输电规划分析模型测算得到最优输电通道，输出最优输电通道及输电容量；

所述步骤C中，在LCOE成本测算模型的基础上，加入所述影响因素，构建CORE模型；

计算发电成本的方法为：

P_g,k,i＝cap_g,k,i×h_g,k,i

其中：i表示待开发国家/地区，RE是清洁能源发电技术的集合，k是不同发电技术下的开发方式，c_g,k,i和P_g,k,i分别表示g种发电技术在开发方式k下的单位发电成本和发电量，cap_g,k,i表示g种发电技术在方式k下的开发规模，h_g,k,i表示g种发电技术在开发方式k下的利用小时数；

计算输电线路成本的方法为：

C_trans,j＝C_base,j+C_operate,j+C_loss,j

其中：C_base,j为线路建设成本，C_operate,j为运行成本，C_loss,j为线损；

c_trans,j＝η_jL_jS_j

C_operate,j＝β·c_trans,j

C_loss,j＝μ_j·C_trans,j

式中，j表示输电线路，c_trans,j为线路j的初始投资成本，η_j为输电工程单位容量、单位长度的投资成本，L_j为线路长度，r为贴现率，t为运营期，β为运行维护费率，μ_j为线损系数；

所述步骤E中，集中式和分布式开发方式规划分析模型表示为：

该模型需满足以下约束条件：

开发潜力上限约束：

式中，CAP_total为本地清洁能源资源可开发总量上限；

电量平衡约束：

式中，P_nomal,i为本地常规电源发电量，B为所有国家/地区的集合，P_L,i为第i个国家/地区在规划水平年的负荷；

发电量约束：

P_gmin,k,i≤P_g,k,i≤P_gmax,k,i k∈RE,i∈B

式中，P_gmin,k,i和P_gmax,k,i第i个国家/地区中第k种开发方式的最小和最大发电量；

输电线路长度约束：

式中，η_jLV表示低压输电线路单位投资成本，η_jHV表示高压输电线路单位投资成本；

清洁能源占比约束：

式中，α表示清洁能源发电量在总负荷中的比重；

输电线路通道最大容量约束：

-S_jmax≤P_j/t_j≤S_jmax j∈J

式中，P_j表示国家或区域间的电力流，t_j表示输电线路j的运营期，S_jmax表示输电线路j的输电容量上限，J表示所有输电线路的集合；

分布式开发方式屋顶潜力上限约束：

式中，cap_g,kd,i为分布式开发方式下的开发规模，ROOF_total为本地屋顶资源开发潜力上限；

所述步骤F中，构建跨国跨洲输电规划分析模型时考虑的成本包括但不限于：送端发电成本、跨国跨洲输电成本、受端技术成本；跨国跨洲输电规划分析模型表示为：

式中，表示受端国家/地区发电技术成本；

该模型需满足以下约束条件：

外送规模约束：

式中，表示清洁能源外送规模；

电量平衡约束：

式中，P_g,i表示本地g种发电技术的发电量，P_g'_,i表示受端国家/地区g种发电技术的单位发电量，P_i'表示受端国家/地区电力负荷；

清洁能源和常规电源打捆外送约束：

外送电量约束：

P_gmin,t,i≤P_g,t,i≤P_gmax,t,i t∈G,i∈B

式中，P_gmin,t,i与P_gmax,t,i分别表示第i个国家/地区中第t运营期内的最小和最大发电量，P_g,t,i表示第i个国家/地区中第t运营期内的发电量，G表示运营期的集合；

输电线路通道最大容量约束：

-S_jmax≤P_j/t_j≤S_jmax j∈J

满足外送电量的输电通道容量：

S_j＝(int[|P_j|/(t_j·S'_jmax)]+1)·S'_jmax

式中，int为取整函数，S'_jmax为通道j所用输电技术单回线路的最大容量；

输送经济性约束：

式中，C'_g,avg,i为受端国平均上网电价。

2.如权利要求1所述的一种清洁能源分布式和集中式开发方式的规划分析方法，其特征在于：

所述步骤D中，约束条件包括但不限于：分布式光伏可开发屋顶潜力；输电线路长度及电压等级；常规电源发电成本及容量；负荷水平；常规电源和清洁能源电力电量平衡；

其中：以待开发国家/地区屋顶情况为基础，确定分布式光伏可开发屋顶规模；

以GIS系统为基础，确定待开发国家/地区内资源富集带与负荷中心的距离；

根据资源富集区与负荷中心的距离，确定待开发国家/地区内输电线路长度及电压等级。