考虑源荷协调的区域最优光伏接入容量评估的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及光伏发电技术领域，尤其是一种考虑源荷协调的区域最优光伏接入容 量评估。
【背景技术】
[0002] 光伏发电机一般为光伏阵列形式。一片单晶硅片可以组成一块太阳能电池单体， 这样几个太阳能电池单体就构成了太阳能电池的模块，而光伏阵列就是通过这样多个太阳 能的电池模块形成的。依据负荷将几个模块通过并联连接或者串联方式连接得到了光伏阵 列，光伏阵列将光能转换成电能，并输出电压和电流，经过DC/DC转换或DC/AC转换成用户合 适电能形式，从而使用户获得相应的电力。
[0003] 太阳能电池的发电原理是以光生伏特效应为依据的，光生伏特效应是指半导体在 受到光照射产生电动势的现象，使得太阳光射到硅材料上产生电流直接发电，太阳能电池 将太阳光的辐射转变时成电能，太阳能电池经过串联或并联形成光伏方阵输出直流电。
[0004] 目前广泛使用的太阳能电池主要是硅太阳能电池。PN结会形成一个电场，N区是扩 散层的表面、硅片的本身是P型硅，两个区的连接处称为PN结。如果想减少太阳能带来的反 射损失，需要把一层反射膜覆盖在太阳能电池的顶端。上文所述的光生伏打效应是在这样 的条件下产生的。
[0005] 光是由光子所组成的，光子是一种微粒，并且具有一定的能量而光子的能量大小 是由光的波长所决定。在晶体硅吸收光子之后，在PN结中会产生相互配对的正、负带电粒 子，因为在PN结区域的正、负电荷是被分离的，这样就在PN结区域形成了一个电场。在太阳 能电池的两个面上接上负载，负载就会有电流流过，电流从晶体硅电池的底端经过负载最 终流至电池的顶端。太阳能电池产生相应大小的电流是因为太阳能电池在作用时吸收了大 量的光子造成的。
[0006] 太阳能电池单体工作电流为15~25mA/cm2,一般情况下是不能单独作为电源使用 的，其工作时的电压为〇.46~0.5IV。太阳能电池单体的串联、并联在包装之前完成的，太阳 能电池的功率一般为几瓦到几百瓦，可单独作为功率值最小的单元使用。在封装之前，太阳 能电池模块经过串联、并联，形成了太阳能电池的阵列，阵列输出功率是能满足负荷要求 的。
[0007] 在正常情况下，原子核和电子的半导体材料有着密切的联系，但受到了一些外部 因素的影响，结合原子核和电子的能力会降低，电子摆脱原子核的束缚，成为了自由电子。 光子的能量转移给电子是由于太阳光作用在半导体上，使电子会跳到较高的能态。在这些 电子中，光电器件里可利用的电子有自由电子、价带电子和存在于某个杂质能级上的电子。 在太阳能电池中主要是价带电子，在这个过程中，价带电子获得光。
[0008] 因光伏发电成本低，污染小等优点，其在电网中的占比越来越大，同时也受到了越 来越多的关注。在光伏发电的规划中，在哪里建设光伏与建设多少光伏应该是比较关键的 两个问题。源荷协调，即指的是发电和负荷之间的协调，不考虑中间的传输网络的物理约 束。
【发明内容】
[0009] 本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种可有效操作，更精确的考虑源荷协 调的区域最优光伏接入容量评估。
[0010] 本发明解决其技术问题采用的技术方案:这种考虑源荷协调的区域最优光伏接入 容量评估，包括以下步骤：
[0011] (1)月份循环初始化，赋值j= 1;
[0012] (2)数据初始化，输入j月负荷曲线及发电曲线数据，设定循环计数i的初始值〔8， 循环计数i的终值i_f，循环步长为d;
[0013] (3)容量循环初始化，赋值1 =〔8;
[0014] (4)计算电量指标并进行存储，计算光伏发电被负荷的利用量WUS(3，光伏发电量Wsun 以及负荷消耗电量Wi-并进行存储；
[0015] (5)判断是否满足容量循环条件若满足则跳转至(6)，若不满足则跳转至 (7)；
[0016] (6)进行容量循环并且增加容量循环计数，赋值i=i+d，跳转至(4);
[0017] (7)判断是否满足月份循环条件j〈12,若满足则跳转至（8)，若不满足则跳转至 (9)；
[0018] (8)进行月份循环并且增加月份循环计数，赋值j=j+l，跳转至(2);
[0019] (9)指标计算，对于不同容量下的所有存储结果计算CG与CC;
[0020] (10)求解最优指标，求出最大的CG+CC，并且获得其对应的容量大小，该容量即为 在基于源荷协调的最优光伏发电容量。
[0021] 本发明有益的效果是:本发明通过优化计算出的光伏发电容量，既考虑了尽量少 弃光，又最大程度地满足了负荷需求，从光伏发电曲线与负荷曲线的匹配度来衡量光伏发 电系统中源荷协调程度，在光伏发电的规划中，可以更精确得计算出建设多少光伏，使得利 用率得到更大化，也能有效控制成本。
【附图说明】
[0022] 图1是本发明的光伏发电容量优化流程图；
[0023] 图2是太阳电池I-V特性曲线；
[0024]图3是日照对太阳电池的影响；
[0025]图4是温度对太阳电池的影响；
[0026]图5是A地区指标变化情况。
[0027]图6是A地区负荷曲线及优化后光伏发电曲线。
【具体实施方式】
[0028] 下面结合附图对本发明作进一步说明：
[0029] 如图所示，这种考虑源荷协调的区域最优光伏接入容量评估，包括以下步骤：
[0030] (1)月份循环初始化，赋值j= 1;
[0031] (2)数据初始化，输入j月负荷曲线及发电曲线数据，设定循环计数i的初始值〔8， 循环计数i的终值i_f，循环步长为d;
[0032] (3)容量循环初始化，赋值1 =〔8;
[0033] (4)计算电量指标并进行存储，计算光伏发电被负荷的利用量Wuse3，光伏发电量Wsun 以及负荷消耗电量Wi-并进行存储；
[0034](5)判断是否满足容量循环条件若满足则跳转至(6)，若不满足则跳转至 (7)；
[0035] (6)进行容量循环并且增加容量循环计数，赋值i=i+d，跳转至(4);
[0036] (7)判断是否满足月份循环条件j〈12,若满足则跳转至（8)，若不满足则跳转至 (9)；
[0037] (8)进行月份循环并且增加月份循环计数，赋值j=j+l，跳转至(2);
[0038] (9)指标计算，对于不同容量下的所有存储结果计算CG与CC;
[0039] (10)求解最优指标，求出最大的CG+CC，并且获得其对应的容量大小，该容量即为 在基于源荷协调的最优光伏发电容量。
[0040]在使用过程中，总是希望太阳电池输出高电压和比较大的电流。下列公式（1)是理 想条件下的PN结太阳电池I一V方程。
[0042]Is，Vs分别为太阳电池在使用过程中的输出电流和输出电压；Is。，I。分别为太阳电 池的短路电流和PN结反向饱和电流;K是1.38X10_23J/K;T为温度;q为1.6X10-19C。
[0043]太阳电池I-V特性曲线表示的是在某一特定的温度和日照强度下，太阳电池在使 用过程中的输出电压和输出电流之间的关系，如图2所示。I-V特性曲线体现了太阳能电池 一种非线性曲线式的直流电源，不是恒定不变的电压源，也不是恒定不变的电流源，但是输 出电流在某些工作电压范围内是相当恒定的，在最后在一个足够高的电压之后，电流迅速 减小到零。
[0044]根据特性曲线可以