[发明专利]一种基于贝尔曼方程的建筑光伏一体化系统经济最优化方法

说明书

本发明公开了一种基于贝尔曼方程的建筑光伏一体化系统经济最优化方法，首先在光伏电站无补贴环境下，根据建筑可安装光伏电池板面积分析离并网光伏发电系统安装功率和安装总成本；再以系统运行成本最低化为目标，考虑智能电网动态电价的新兴电价结构，结合蓄电池充放电折旧成本，根据贝尔曼方程推导建筑光伏一体化系统最小运行成本递推数学模型并求解。通过与一般光伏系统直接售电方法进行比较，可知基于贝尔曼方程的建筑光伏一体化系统经济最优化方法可以有效提高系统经济性。

技术领域

本发明涉及一种用于离并网型光伏发电系统经济领域的基于贝尔曼方程的建筑光伏一体化系统经济最优化方法。

背景技术

太阳能作为一种清洁能源在低碳化领域有着非常广阔的前景。近十年，光伏技术飞速发展，光电转化效率得到了显著提升，发电成本不断下降，太阳能发电在市场上的竞争力越来越大。光伏发电系统与建筑有机结合的建筑光伏一体化系统成为效率更高的一种利用形势，首先，光伏组件与建筑结合，不占用土地资源；其次，光伏发电系统可以直接为建筑供能，降低电能运输损耗并环节电网的峰值负荷；最后，光伏组件作为建筑外围护结构的组成部分，不仅可以减少建材消耗，还可以改善室内热环境，降低建筑的冷热负荷。

由于光伏系统部分部件造价较高，直接售卖系统电量难以收回回本，因此对其进行经济性分析变得十分重要。随着智能电网出现，动态电价成为一种新兴电价结构。动态电价具有峰谷差特性，在负荷高峰时电价较高，负荷低谷时电价较低。利用这一特性，在满足微网系统优化方法原则的前提下，设计建筑光伏一体化系统经济最优化方法能使系统在无补贴情况下拥有更好的经济效益。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种基于贝尔曼方程的建筑光伏一体化系统经济最优化方法，以保证建筑用离并网光伏发电系统可利用动态电价峰谷差获得更好的经济性。

实现上述目的的一种技术方案是：一种基于贝尔曼方程的建筑光伏一体化系统经济最优化方法，包括以下步骤：

S1：收集建筑南墙面积及其窗墙比和建筑顶部可使用面积，推算建筑可装载光伏电池板总面积并计算出光伏系统的安装功率和总成本；

S2：通过步骤S1的系统安装功率和地区最佳倾斜面日平均辐射量表计算系统整个寿命期的发电量，推算系统发电的单位成本；

S3：以1h为步长考虑，在考虑电网动态电价下的供电花费、系统发电单位成本和蓄电池充放电折旧成本的前提下建立建筑光伏一体化系统运行成本数学模型；

S4：根据贝尔曼方程结合微网系统优化方法两个原则，推导建筑光伏一体化系统最小运行成本递推数学模型并利用计算机求解。

进一步的，所述步骤S1中，系统安装功率P_NS可通过式(1)得到：

式(1)中，S_N、S_T表示建筑南墙面积和建筑顶部可用面积，S_d表示单块光伏电池板面积，δ表示建筑南墙窗墙比，P_Nd表示单块光伏电池板功率。

进一步的，所述步骤S1中，系统安装总成本C_total通过式(2)得到：

式(2)中，C_d表示光伏电池板单价，C_else表示光伏系统其他组件需要的总花费，通过式(3)得到：

C_else＝C_Inverter+C_Bracket+C_LP+C_IT(3)