本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)設(shè)備建設(shè)資源配置技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：
進(jìn)入21世紀(jì)以來，化石能源短缺、氣候變化以及環(huán)境污染成為全球面臨的共同挑戰(zhàn)。因此，提高能源供應(yīng)的多樣性，降低終端用電對化石能源的依賴，從而最大限度地減少電力系統(tǒng)的溫室氣體排放量，是當(dāng)前電力工業(yè)發(fā)展面臨的重要課題。溫室氣體減排規(guī)劃路線圖規(guī)定在2020年前，將可再生能源發(fā)電量從2012年的2.3％提升至2020年的7.2％，實(shí)現(xiàn)二氧化碳?xì)怏w減排750萬噸，并且，作為減排目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵方法之一，可再生能源組合標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定裝機(jī)容量超過500MW的發(fā)電廠的可再生能源發(fā)電量必須超過規(guī)定的目標(biāo)比例。因此，可以說明，可再生能源的優(yōu)化配置與利用是一種降低電力系統(tǒng)溫室氣體排放量的有效方法。要提高可再生能源的供應(yīng)占比，實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的低碳化發(fā)展，借助科學(xué)有效的設(shè)備建設(shè)資源配置方法是其先決條件。研究中考慮可再生能源的可用性、效率、成本、壽命周期以及負(fù)荷特性等技術(shù)參數(shù)和其能源供應(yīng)潛力，需要建立非常復(fù)雜的模型，并且需要大量的數(shù)據(jù)做支撐。因此，目前的很多研究都采用了MARKAL(MARKetAllcation)模型、TIMES模型以及LEAP(Long-rangeEnergyAlternativesPlanningSystem)模型進(jìn)行此方面的研究。但是當(dāng)前的研究大多是針對偏遠(yuǎn)地區(qū)的獨(dú)立可再生能源設(shè)備系統(tǒng)，并且少有研究機(jī)構(gòu)利用配置模型進(jìn)行多種可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法研究，無法充分地實(shí)現(xiàn)可再生能源的優(yōu)化，利用效率較低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
基于此，有必要針對現(xiàn)有的技術(shù)無法充分實(shí)現(xiàn)可再生能源的優(yōu)化，利用效率較低的問題，提供一種可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法和系統(tǒng)。一種可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法，包括以下步驟：獲取各種可再生能源的成本參數(shù)、技術(shù)特性參數(shù)、供應(yīng)參數(shù)以及總的可再生能源發(fā)電在電力需求中的占比參數(shù)；根據(jù)各成本參數(shù)、各技術(shù)特性參數(shù)、各供應(yīng)參數(shù)以及占比參數(shù)建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型；在總的可再生能源中各種可再生能源的占比不同的預(yù)設(shè)場景下，根據(jù)可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型獲取各種可再生能源對應(yīng)的最優(yōu)配置參數(shù)；獲取大于預(yù)設(shè)值的各最優(yōu)配置參數(shù)作為各目標(biāo)配置參數(shù)，根據(jù)各目標(biāo)配置參數(shù)獲得各目標(biāo)配置參數(shù)之間的比例，根據(jù)各目標(biāo)配置參數(shù)之間的比例，分別配置設(shè)備建設(shè)資源給各目標(biāo)配置參數(shù)對應(yīng)的可再生能源。一種可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置系統(tǒng)，包括第一獲取單元、建模單元、第二獲取單元和配置單元；第一獲取單元用于獲取各種可再生能源的成本參數(shù)、技術(shù)特性參數(shù)、供應(yīng)參數(shù)以及總的可再生能源發(fā)電在電力需求中的占比參數(shù)；建模單元用于根據(jù)各成本參數(shù)、各技術(shù)特性參數(shù)、各供應(yīng)參數(shù)以及占比參數(shù)建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型；第二獲取單元用于在總的可再生能源中各種可再生能源的占比不同的預(yù)設(shè)場景下，根據(jù)可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型獲取各種可再生能源對應(yīng)的最優(yōu)配置參數(shù)；配置單元用于獲取大于預(yù)設(shè)值的各最優(yōu)配置參數(shù)作為各目標(biāo)配置參數(shù)，根據(jù)各目標(biāo)配置參數(shù)獲得各目標(biāo)配置參數(shù)之間的比例，根據(jù)各目標(biāo)配置參數(shù)之間的比例，分別配置設(shè)備建設(shè)資源給各目標(biāo)配置參數(shù)對應(yīng)的可再生能源。根據(jù)上述本發(fā)明的可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法和系統(tǒng)，其是根據(jù)各種可再生能源的成本參數(shù)、技術(shù)特性參數(shù)、供應(yīng)參數(shù)以及總的可再生能源發(fā)電在電力需求中的占比參數(shù)建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型，然后在總的可再生能源中各種可再生能源的占比不同的預(yù)設(shè)場景下，獲取各種可再生能源對應(yīng)的最優(yōu)配置參數(shù)，根據(jù)大于預(yù)設(shè)值的最優(yōu)配置參數(shù)的比例來配置設(shè)備建設(shè)資源給對應(yīng)的各種可再生能源。本方案同時(shí)考慮了多種可再生能源，綜合成本參數(shù)、技術(shù)特性參數(shù)、供應(yīng)參數(shù)以及總的可再生能源發(fā)電在電力需求中的占比參數(shù)等各種參數(shù)，獲取最優(yōu)的配置參數(shù)，依此來配置可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源，使可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源利用最大化，并且在滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)端的溫室氣體排放量的降低。附圖說明圖1為其中一個(gè)實(shí)施例的可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法的流程示意圖；圖2為其中一個(gè)實(shí)施例的場景1下各種可再生能源的發(fā)電量示意圖；圖3為其中一個(gè)實(shí)施例的場景2下各種可再生能源的發(fā)電量示意圖；圖4為其中一個(gè)實(shí)施例的可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步的詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施方式僅僅用以解釋本發(fā)明，并不限定本發(fā)明的保護(hù)范圍。參見圖1所示，為本發(fā)明的可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法的一個(gè)實(shí)施例。該實(shí)施例中的可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法，包括以下步驟：步驟S101：獲取各種可再生能源的成本參數(shù)、技術(shù)特性參數(shù)、供應(yīng)參數(shù)以及總的可再生能源發(fā)電在電力需求中的占比參數(shù)；步驟S102：根據(jù)各成本參數(shù)、各技術(shù)特性參數(shù)、各供應(yīng)參數(shù)以及占比參數(shù)建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型；步驟S103：在總的可再生能源中各種可再生能源的占比不同的預(yù)設(shè)場景下，根據(jù)可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型獲取各種可再生能源對應(yīng)的最優(yōu)配置參數(shù)；步驟S104：獲取大于預(yù)設(shè)值的各最優(yōu)配置參數(shù)作為各目標(biāo)配置參數(shù)，根據(jù)各目標(biāo)配置參數(shù)獲得各目標(biāo)配置參數(shù)之間的比例，根據(jù)各目標(biāo)配置參數(shù)之間的比例，分別配置設(shè)備建設(shè)資源給各目標(biāo)配置參數(shù)對應(yīng)的可再生能源。根據(jù)上述本發(fā)明的可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法，其是根據(jù)各種可再生能源的成本參數(shù)、技術(shù)特性參數(shù)、供應(yīng)參數(shù)以及總的可再生能源發(fā)電在電力需求中的占比參數(shù)建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型，然后在總的可再生能源中各種可再生能源的占比不同的預(yù)設(shè)場景下，獲取各種可再生能源對應(yīng)的最優(yōu)配置參數(shù)，根據(jù)大于預(yù)設(shè)值的最優(yōu)配置參數(shù)的比例來配置設(shè)備建設(shè)資源給對應(yīng)的各種可再生能源。本方案同時(shí)考慮了多種可再生能源，綜合成本參數(shù)、技術(shù)特性參數(shù)、供應(yīng)參數(shù)以及總的可再生能源發(fā)電在電力需求中的占比參數(shù)等各種參數(shù)，獲取最優(yōu)的配置參數(shù)，依此來配置可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源，使可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源利用最大化，并且在滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)供應(yīng)端的溫室氣體排放量的降低。在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)各成本參數(shù)、各技術(shù)特性參數(shù)、各供應(yīng)參數(shù)以及占比參數(shù)建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型的步驟包括以下步驟：根據(jù)各成本參數(shù)建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型的目標(biāo)函數(shù)，成本參數(shù)包括年總成本、貼現(xiàn)率、貼現(xiàn)基準(zhǔn)期、可再生能源所在的區(qū)域及區(qū)域數(shù)、成本發(fā)生年和成本發(fā)生年內(nèi)的時(shí)期；目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式為：式中，NPV表示總成本凈現(xiàn)值，CA表示時(shí)期t內(nèi)，區(qū)域m內(nèi)所有可再生能源的年總成本，im,t表示貼現(xiàn)率，n表示貼現(xiàn)基準(zhǔn)期，M表示可再生能源的總區(qū)域數(shù)，m為可再生能源所在的區(qū)域，T為成本發(fā)生年，t為成本發(fā)生年內(nèi)的時(shí)期；根據(jù)可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型獲取各種可再生能源對應(yīng)的最優(yōu)配置參數(shù)的步驟包括以下步驟：在總成本凈現(xiàn)值最小時(shí)獲取各種可再生能源對應(yīng)的最優(yōu)配置參數(shù)。在本實(shí)施例中，利用成本參數(shù)建立了配置模型的目標(biāo)函數(shù)，本方案的目的是使可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源利用最大化，而資源利用最大化可以轉(zhuǎn)變?yōu)槌杀咀钚』虼嗽O(shè)定目標(biāo)函數(shù)為可再生能源系統(tǒng)成本的折現(xiàn)值最小化。在其中一個(gè)實(shí)施例中，年總成本包括建設(shè)成本、固定的年運(yùn)維成本和可變的年運(yùn)維成本、使用成本、損耗成本、壽命期結(jié)束后的設(shè)備剩余價(jià)值。在本實(shí)施例中，各種可再生能源的年總成本包括多個(gè)成本項(xiàng)，每種可再生能源的年總成本包括上述任意組合的成本項(xiàng)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，根據(jù)各成本參數(shù)、各技術(shù)特性參數(shù)、各供應(yīng)參數(shù)以及占比參數(shù)建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型的步驟包括以下步驟：建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型的約束條件，約束條件包括輸配容量約束、供電容量約束、電力平衡約束；輸配容量約束表達(dá)式為：式中，k為時(shí)期t中的時(shí)間段，CAPm,t為每種可再生能源在時(shí)期t內(nèi)、區(qū)域m中的可變總?cè)萘?，Lm,k為在時(shí)間段k、區(qū)域m中對應(yīng)可再生能源的設(shè)備壽命周期，為建模配置前的可再生能源的容量；供電容量約束表達(dá)式為：G≤α×η×Δt×CAPm，t式中，G為可再生能源設(shè)備的發(fā)電量，α為發(fā)電量因子，η為轉(zhuǎn)換系數(shù)，Δt為發(fā)電持續(xù)時(shí)間段；電力平衡約束表達(dá)式為：∑β×G+Δt×(GM+GI)≥∑δ×D+Δt×GE式中，β為發(fā)電量參數(shù)因子，D為電力需求變量，δ為電力需求參數(shù)因子，GM、GI和GE分別為大電網(wǎng)電力發(fā)電量、受電電量以及外送電量。在本實(shí)施例中，由于單純根據(jù)目標(biāo)函數(shù)獲取的最優(yōu)配置參數(shù)可能不符合實(shí)際，因此建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型的約束條件，使得獲取的最優(yōu)配置參數(shù)更加符合實(shí)際情況。在其中一個(gè)實(shí)施例中，各種可再生能源包括風(fēng)力發(fā)電、光伏發(fā)電、水力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、海洋能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電。在其中一個(gè)實(shí)施例中，總的可再生能源中各種可再生能源的占比不同的預(yù)設(shè)場景包括風(fēng)力發(fā)電與光伏發(fā)電共占半數(shù)比重以上的場景和水力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、海洋能發(fā)電、生物質(zhì)發(fā)電共占半數(shù)比重以上的場景。在本實(shí)施例中，預(yù)設(shè)場景不同，可再生能源的成本就會(huì)有所不同，在分場景下使用配置模型獲取的最優(yōu)配置參數(shù)更加準(zhǔn)確。在其中一個(gè)實(shí)施例中，采用專家評(píng)估法獲取技術(shù)特性參數(shù)，并通過與均衡發(fā)電成本相比較來驗(yàn)證專家評(píng)估法的準(zhǔn)確性；均衡發(fā)電成本表達(dá)式為：式中，LCOEs為均衡發(fā)電成本，C隔夜成本為隔夜成本，A/Pi,T為等額分付資本回收系數(shù)，i為貼現(xiàn)率，n為可再生能源技術(shù)設(shè)備的壽命周期，C固定運(yùn)維成本為固定運(yùn)維成本，CAP為可再生能源發(fā)電容量系數(shù)，C燃料為燃料成本，r熱耗為熱耗率。在本實(shí)施例中，技術(shù)特性參數(shù)是采用專家評(píng)估法獲得的，準(zhǔn)確性可能存在偏差，因此計(jì)算均衡發(fā)電成本與之對比驗(yàn)證其準(zhǔn)確性，從而確保最終獲取的最優(yōu)配置參數(shù)的準(zhǔn)確性。在其中一個(gè)實(shí)施例中，供應(yīng)參數(shù)是根據(jù)可再生能源的發(fā)電潛力和成本參數(shù)、技術(shù)特性參數(shù)獲取的，利用可再生能源的供應(yīng)參數(shù)可以分析供應(yīng)量和供應(yīng)價(jià)格的關(guān)系以及每種可再生能源的邊際成本，以彌補(bǔ)配置模型的局限性，如不考慮供應(yīng)參數(shù)，成本效益較高的可再生能源將會(huì)顯著影響可再生能源的最優(yōu)配置參數(shù)。在一個(gè)優(yōu)選的應(yīng)用實(shí)例中，通過可再生能源技術(shù)的詳細(xì)參數(shù)建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型，TIMES模型，TIMES模型是一種主要的自下而上能源分析模型。并且此模型結(jié)合了MARKAL模型(另一種主流的自下而上能源系統(tǒng)分析模型，屬于分析技術(shù)參數(shù)的動(dòng)態(tài)的)和EFOM模型(自上而下的能源系統(tǒng)分析模型)的特點(diǎn)，采用多時(shí)期線性配置方法尋求電力用戶和供應(yīng)商的剩余價(jià)值最大化，其中，詳細(xì)參數(shù)包括可再生能源的成本參數(shù)、技術(shù)特性參數(shù)、供應(yīng)參數(shù)以及總的可再生能源發(fā)電在電力需求中的占比參數(shù)。首先，剩余價(jià)值最大化可以轉(zhuǎn)變?yōu)槌杀咀钚』?，因此設(shè)定目標(biāo)函數(shù)為能源系統(tǒng)成本的折現(xiàn)值最小化，構(gòu)建模型的目標(biāo)函數(shù)表達(dá)式如下：其中，NPV表示總成本凈現(xiàn)值，CA表示時(shí)期t內(nèi)，區(qū)域m內(nèi)所有可再生能源的年總成本，im,t表示貼現(xiàn)率，n表示貼現(xiàn)基準(zhǔn)期，M表示可再生能源的總區(qū)域數(shù)，m為可再生能源所在的區(qū)域，T為成本發(fā)生年，t為成本發(fā)生年內(nèi)的時(shí)期；對于式(1)中的參數(shù)CA，由多項(xiàng)成本項(xiàng)組成，受以下幾個(gè)因素的影響：投資/拆除的資金成本、固定和可變的年經(jīng)營運(yùn)維成本、區(qū)域內(nèi)外的資源使用成本、區(qū)域外送收入、電力輸配過程中的損耗費(fèi)用、電力投資運(yùn)營相關(guān)的稅收和補(bǔ)貼、壽命期結(jié)束的電力設(shè)備剩余價(jià)值、終端需求減少的福利損失。其次，設(shè)定模型的約束條件，具體可以包括：(a)輸配容量約束：在t時(shí)期、m區(qū)域內(nèi)某項(xiàng)可再生能源技術(shù)的可用容量等于過去和未來各個(gè)時(shí)期的可變總?cè)萘?，表達(dá)式如下：其中，CAPm,t為每項(xiàng)可再生能源技術(shù)在時(shí)期t、區(qū)域m中的可變總?cè)萘?，Lm,k為時(shí)間段k、區(qū)域m中對應(yīng)的可再生能源技術(shù)的設(shè)備壽命周期，為在研究范圍內(nèi)仍存的、建模研究前的投資容量。(b)供電容量約束；指時(shí)期t、區(qū)域m內(nèi)每單位時(shí)間內(nèi)可再生能源發(fā)電量不能超過其容量，具體表達(dá)式如下：G≤α×η×Δt×CAPm，t(3)其中，G為可再生能源發(fā)電量變量，α為發(fā)電量因子，η為轉(zhuǎn)換系數(shù)，Δt為持續(xù)時(shí)間段。(c)電力平衡約束：在時(shí)期t、區(qū)域m中，發(fā)電量和受端電量之和必須大于或等于用電量和外送電量之和，這一平衡約束必須在研究持續(xù)時(shí)期t內(nèi)的單位時(shí)間內(nèi)都滿足，具體表達(dá)式如下：∑β×G+Δt×(GM+GI)≥∑δ×D+Δt×GE(4)其中，β為發(fā)電量參數(shù)因子，D為電力需求變量，δ為電力需求參數(shù)因子，GM、GI和GE分別為大電網(wǎng)電力發(fā)電量變量、受電電量變量以及外送電量變量。傳統(tǒng)的配置方法中對可再生能源系統(tǒng)和大電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行獨(dú)立優(yōu)化，人為割裂了兩者之間的天然內(nèi)在聯(lián)系并忽略了彼此的交互影響，而且只適用于短期的配置方案，無法支持長期的配置方案；本方案提供一套更為科學(xué)的配置方案，考慮了可再生能源的的長期配置空間以及與大電網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)聯(lián)、交互，使方案更為合理，實(shí)現(xiàn)電力供應(yīng)端低碳化發(fā)展。在構(gòu)建TIMES模型前，對2010到2050年期間每十年進(jìn)行模擬分析，設(shè)定2010年的貼現(xiàn)率為6％，并展示2010年至2050年國家的電力需求和可再生能源占比概況，如表1所示：表1未來我國的電力需求和可再生能源發(fā)電占比概況再者，采用專家評(píng)估法對可再生能源發(fā)電的技術(shù)特性參數(shù)進(jìn)行研究，并通過比較專家評(píng)估與以往文獻(xiàn)研究中的均衡發(fā)電成本(levelizedcostsofelectricity,LCOEs)指標(biāo)，來驗(yàn)證專家評(píng)估的準(zhǔn)確性。均衡發(fā)電成本是利用可再生能源發(fā)電技術(shù)的建設(shè)成本、固定維護(hù)成本、可變維護(hù)成本、發(fā)電效率、能源成本、發(fā)電設(shè)備壽命周期以及貼現(xiàn)率等因素評(píng)估比較不同發(fā)電技術(shù)的經(jīng)濟(jì)效益的指標(biāo)，具體表達(dá)式如下：其中，C隔夜投資為隔夜投資資金成本，A/Pi,T為等額分付資本回收系數(shù)，i是貼現(xiàn)率，n為可再生能源技術(shù)設(shè)備的壽命周期，C固定運(yùn)維為固定投資運(yùn)維成本，CAP為可再生能源發(fā)電容量系數(shù)，C燃料為燃料成本，r熱耗為熱耗率。值得注意的是，在本發(fā)明實(shí)施例中，可再生供電系統(tǒng)中包括各種類型的可再生能源發(fā)電單元，例如風(fēng)電、光伏(PV)發(fā)電、光熱、大型水電、小水電、沼氣發(fā)電、填埋氣體發(fā)電、地?zé)岷秃Ｑ竽馨l(fā)電等。但同一種可再生能源技術(shù)發(fā)電的LCOEs成本可能不同，這是由于LCOEs計(jì)算過程中的各項(xiàng)因素很容易受地點(diǎn)、勞動(dòng)成本、建設(shè)期等外界因素影響。經(jīng)驗(yàn)證，可得出符合我國可再生能源技術(shù)特性的合理參數(shù)估計(jì)，如下表2所示：表2可再生能源技術(shù)特性參數(shù)最后，利用可再生能源供應(yīng)參數(shù)分析供應(yīng)量和供應(yīng)價(jià)格的關(guān)系以及每種可再生能源的邊際成本，以彌補(bǔ)TIMES模型的局限性(如不考慮供應(yīng)曲線，成本效益較高的可再生能源將會(huì)顯著影響可再生能源的最優(yōu)配置參數(shù))。盡管近些年的能源政策或者能源規(guī)劃中已經(jīng)預(yù)測了未來可再生能源的發(fā)電潛力，但是不同區(qū)域內(nèi)不同的可再生能源技術(shù)成本也應(yīng)到計(jì)入可再生能源供應(yīng)參數(shù)的預(yù)測中。因此，本發(fā)明將把可再生能源發(fā)電潛力和成本參數(shù)、技術(shù)特征參數(shù)相結(jié)合，獲取每一種可再生能源發(fā)電技術(shù)的供應(yīng)參數(shù)。(a)陸上風(fēng)電：基于風(fēng)電供應(yīng)潛力和密度函數(shù)預(yù)測陸上風(fēng)電供應(yīng)曲線(風(fēng)電密度函數(shù)是對某一單位區(qū)域內(nèi)的風(fēng)力資源進(jìn)行定量分析，是由風(fēng)速和風(fēng)速的概率密度函數(shù)積分而得)，隨后，利用風(fēng)電密度、風(fēng)機(jī)扇葉直徑、風(fēng)機(jī)效率算出陸上風(fēng)電發(fā)電量，最后，利用發(fā)電量、風(fēng)機(jī)的理論發(fā)電量計(jì)算陸上風(fēng)電的容量系數(shù)，具體計(jì)算公式如下：α＝[∫f(v)×v3dv×(π×D2/4)×ζ]/CAP理論(6)其中，α為發(fā)電量因子，f(v)為風(fēng)速的概率密度函數(shù)，v為風(fēng)速，D為風(fēng)機(jī)扇葉直徑，ζ為風(fēng)機(jī)發(fā)電效率，CAP理論為理論的風(fēng)機(jī)發(fā)電容量。(b)海上風(fēng)電：根據(jù)專家意見，隨著海上風(fēng)電選址的合適程度的降低，其建設(shè)成本、維護(hù)成本和其他成本都將增加20％。(c)光伏發(fā)電：輻射偏角對光伏發(fā)電量的影響程度不如風(fēng)電密度對風(fēng)電發(fā)電量的影響程度，因此，本發(fā)明將僅以3000kcal/m2/天為劃分界限，太陽輻射為3000kcal/m2/天及其以下的容量因子將比太陽輻射為3000kcal/m2/天以上的容量因子低10％，各類成本低50％。(d)其他能源發(fā)電：其他能源發(fā)電潛力與成本的分析的定性數(shù)據(jù)不足，因此采用專家意見法進(jìn)行供應(yīng)曲線的預(yù)測。陸上風(fēng)電、海上風(fēng)電和光伏發(fā)電的發(fā)電供應(yīng)參數(shù)如表3、4、5所示：表3陸上風(fēng)電的發(fā)電供應(yīng)曲線表4海上風(fēng)電的發(fā)電供應(yīng)曲線表5光伏發(fā)電的發(fā)電供應(yīng)曲線在建立完成TIMES模型后，采用分場景方法對模型進(jìn)行求解，獲取各種可再生能源對應(yīng)的最優(yōu)配置參數(shù)。具體過程如下：隨著可再生能源發(fā)電供應(yīng)量超過其建設(shè)配置目標(biāo)，各發(fā)電技術(shù)的成本增長率的估計(jì)將有所不同，且具有相應(yīng)的上下限范圍?；诖耍景l(fā)明將根據(jù)成本增長率的樂觀估計(jì)和悲觀估計(jì)，分以下兩個(gè)場景進(jìn)行模型求解：一是風(fēng)電和光伏發(fā)電占主要比重的場景；二是其他可再生能源發(fā)電占主要比重的場景。同時(shí)，對可再生能源的占比情況進(jìn)行敏感性分析，研究可再生能源供應(yīng)總量變化對可再生能源對應(yīng)的最優(yōu)配置參數(shù)的影響?；谏鲜龈鞣N參數(shù)，對本發(fā)明的配置模型進(jìn)行仿真求解。場景1規(guī)定，當(dāng)除風(fēng)電和光伏發(fā)電之外的可再生能源發(fā)電超過供應(yīng)目標(biāo)時(shí)，成本水平將會(huì)增加300％-500％。由于從2015年至2020年間，陸上風(fēng)電成本較之其他幾類可再生能源發(fā)電具有較低的價(jià)格，因此，陸上風(fēng)電是極具成本競爭力的，2015年之后將會(huì)得到迅猛發(fā)展。圖2展示了此場景下的可再生能源發(fā)電量以及最優(yōu)配置組合結(jié)果。從結(jié)果中可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：(a)在2030年之前，海上風(fēng)電具有成本競爭力，且在2030年左右達(dá)到最優(yōu)發(fā)展規(guī)?！?.23GM；而在2030年之后，光伏發(fā)電的成本競爭力將超過海上風(fēng)電，因此若繼續(xù)加大海上風(fēng)電的發(fā)展規(guī)模，需要增加約20％的資金成本；另外，海上風(fēng)電共計(jì)從2010年建起到2040年間的30年的壽命期，因此，在2050年可再生能源組合中不再包含海上風(fēng)電，而是由光伏發(fā)電替代，滿足響應(yīng)的電力需求。(b)即使是在風(fēng)電、光伏發(fā)電占據(jù)最大競爭力的此場景下，潮汐能發(fā)電在未來也將一直占有較大比重。(c)另外，從圖2中可以看出，當(dāng)可再生能源技術(shù)總發(fā)電目標(biāo)提升10％時(shí)，總電量將為基準(zhǔn)發(fā)電量的3.8倍，并且海上風(fēng)電裝機(jī)將增加，2030年之后光伏發(fā)電量將顯著增加；當(dāng)可再生能源技術(shù)總發(fā)電目標(biāo)提升20％時(shí)，上述趨勢將會(huì)更加明顯；另外，為了達(dá)到總發(fā)電目標(biāo)而增加的可再生能源裝機(jī)也將導(dǎo)致單位供電成本分別增加573CNY/MWh和684CNY/MWh。根據(jù)圖2中所展示的最優(yōu)配置組合結(jié)果，獲取最優(yōu)配置參數(shù)(通過發(fā)電量來體現(xiàn))，再獲取大于預(yù)設(shè)值的各最優(yōu)配置參數(shù)作為各目標(biāo)配置參數(shù)，根據(jù)各目標(biāo)配置參數(shù)獲得各目標(biāo)配置參數(shù)之間的比例，根據(jù)各目標(biāo)配置參數(shù)之間的比例，分別配置設(shè)備建設(shè)資源給各目標(biāo)配置參數(shù)對應(yīng)的可再生能源。其中，預(yù)設(shè)值是根據(jù)圖2中各個(gè)時(shí)期發(fā)電量和成本來決定的，每個(gè)時(shí)期的預(yù)設(shè)值可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。如在2040年海上風(fēng)電的最優(yōu)配置參數(shù)明顯過低，在圖2中甚至都未顯示其發(fā)電量，此時(shí)在分配設(shè)備建設(shè)資源時(shí)，不必考慮海上風(fēng)電，針對其余可再生能源的最優(yōu)配置參數(shù)的比例來分配設(shè)備建設(shè)資源。場景2規(guī)定，當(dāng)除風(fēng)電和光伏發(fā)電之外的可再生能源發(fā)電超過供應(yīng)目標(biāo)時(shí)，成本水平將會(huì)增加200％-300％，并且由于小水電具有供應(yīng)潛力及成本優(yōu)勢，因此，當(dāng)小水電發(fā)電超過供應(yīng)目標(biāo)時(shí)，其成本水平將會(huì)增加1000％。圖3展示了此場景下的可再生能源發(fā)電量以及最優(yōu)配置組合結(jié)果。從結(jié)果中可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：(a)此場景下，海上風(fēng)電不再具有成本競爭力，而生物質(zhì)及垃圾發(fā)電的成本競爭力將會(huì)大大增加，因此，相較與場景1，其技術(shù)占比將會(huì)增長15.8％。(b)關(guān)于2050年的技術(shù)競爭力而言，兩個(gè)場景下并無太大差別，光伏發(fā)電技術(shù)占比仍然是最大的。(c)另外，從圖4中可以看出，當(dāng)可再生能源技術(shù)總發(fā)電目標(biāo)提升10％時(shí)，2030年的生物質(zhì)能和垃圾發(fā)電量將得到顯著提升，其他可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)電量將有所減少，甚至不再發(fā)展海上風(fēng)電；當(dāng)可再生能源技術(shù)總發(fā)電目標(biāo)分別提升10％和20％時(shí)，單位供電成本將分別增加667CNY/MWh和727CNY/MWh。根據(jù)圖3中所展示的最優(yōu)配置組合結(jié)果，獲取最優(yōu)配置參數(shù)(通過發(fā)電量來體現(xiàn))，再獲取大于預(yù)設(shè)值的各最優(yōu)配置參數(shù)作為各目標(biāo)配置參數(shù)，根據(jù)各目標(biāo)配置參數(shù)獲得各目標(biāo)配置參數(shù)之間的比例，根據(jù)各目標(biāo)配置參數(shù)之間的比例，分別配置設(shè)備建設(shè)資源給各目標(biāo)配置參數(shù)對應(yīng)的可再生能源。其中，預(yù)設(shè)值是根據(jù)圖3中各個(gè)時(shí)期發(fā)電量和成本來決定的，每個(gè)時(shí)期的預(yù)設(shè)值可以根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)整。如在2020年至2040年海上風(fēng)電的最優(yōu)配置參數(shù)明顯過低，在圖3中甚至都未顯示其發(fā)電量，不具有成本競爭力，此時(shí)在分配設(shè)備建設(shè)資源時(shí)，不必考慮海上風(fēng)電，針對其余可再生能源的最優(yōu)配置參數(shù)的比例來分配設(shè)備建設(shè)資源。本發(fā)明實(shí)施例的可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法在全壽命周期時(shí)間尺度內(nèi)考慮了電力系統(tǒng)供電端的低碳減排問題，能夠保證最終所獲取的配置方案滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，實(shí)現(xiàn)真正意義上供應(yīng)端的溫室氣體排放量的降低，并且滿足優(yōu)化時(shí)間和滿足未來規(guī)劃應(yīng)用的需求。根據(jù)上述可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法，本發(fā)明還提供一種可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置系統(tǒng)，以下就本發(fā)明的可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置系統(tǒng)的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明。參見圖4所示，為本發(fā)明的可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置系統(tǒng)的實(shí)施例。該實(shí)施例中的可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置系統(tǒng)包括第一獲取單元210、建模單元220、第二獲取單元230和配置單元240；第一獲取單元210用于獲取各種可再生能源的成本參數(shù)、技術(shù)特性參數(shù)、供應(yīng)參數(shù)以及總的可再生能源發(fā)電在電力需求中的占比參數(shù)；建模單元220用于根據(jù)各成本參數(shù)、各技術(shù)特性參數(shù)、各供應(yīng)參數(shù)以及占比參數(shù)建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型；第二獲取單元230用于在總的可再生能源中各種可再生能源的占比不同的預(yù)設(shè)場景下，根據(jù)可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型獲取各種可再生能源對應(yīng)的最優(yōu)配置參數(shù)；配置單元240用于獲取大于預(yù)設(shè)值的各最優(yōu)配置參數(shù)作為各目標(biāo)配置參數(shù)，根據(jù)各目標(biāo)配置參數(shù)獲得各目標(biāo)配置參數(shù)之間的比例，根據(jù)各目標(biāo)配置參數(shù)之間的比例，分別配置設(shè)備建設(shè)資源給各目標(biāo)配置參數(shù)對應(yīng)的可再生能源。在其中一個(gè)實(shí)施例中，建模單元220還用于根據(jù)各成本參數(shù)建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型的目標(biāo)函數(shù)，成本參數(shù)包括年總成本、貼現(xiàn)率、貼現(xiàn)基準(zhǔn)期、可再生能源所在的區(qū)域及區(qū)域數(shù)、成本發(fā)生年和成本發(fā)生年內(nèi)的時(shí)期；目標(biāo)函數(shù)的表達(dá)式為：式中，NPV表示總成本凈現(xiàn)值，CA表示時(shí)期t內(nèi)，區(qū)域m內(nèi)的年總成本，im,t表示貼現(xiàn)率，n表示貼現(xiàn)基準(zhǔn)期，M表示可再生能源的總區(qū)域數(shù)，m為可再生能源所在的區(qū)域，T為成本發(fā)生年，t為成本發(fā)生年內(nèi)的時(shí)期；第二獲取單元230在總成本凈現(xiàn)值最小時(shí)獲取各種可再生能源對應(yīng)的最優(yōu)配置參數(shù)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，建模單元220還用于建立可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置模型的約束條件，約束條件包括輸配容量約束、供電容量約束、電力平衡約束；輸配容量約束表達(dá)式為：式中，k為時(shí)期t中的時(shí)間段，CAPm,t為每種可再生能源在時(shí)期t內(nèi)、區(qū)域m中的可變總?cè)萘?，Lm,k為在時(shí)間段k、區(qū)域m中對應(yīng)可再生能源的設(shè)備壽命周期，為建模配置前的可再生能源的容量；供電容量約束表達(dá)式為：G≤α×η×Δt×CAPm，t式中，G為可再生能源設(shè)備的發(fā)電量，α為發(fā)電量因子，η為轉(zhuǎn)換系數(shù)，Δt為發(fā)電持續(xù)時(shí)間段；電力平衡約束表達(dá)式為：∑β×G+Δt×(GM+GI)≥∑δ×D+Δt×GE式中，β為發(fā)電量參數(shù)因子，D為電力需求變量，δ為電力需求參數(shù)因子，GM、GI和GE分別為大電網(wǎng)電力發(fā)電量、受電電量以及外送電量。本發(fā)明的可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置系統(tǒng)與本發(fā)明的可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法一一對應(yīng)，在上述可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置方法的實(shí)施例闡述的技術(shù)特征及其有益效果均適用于可再生能源的設(shè)備建設(shè)資源配置系統(tǒng)的實(shí)施例中。以上所述實(shí)施例的各技術(shù)特征可以進(jìn)行任意的組合，為使描述簡潔，未對上述實(shí)施例中的各個(gè)技術(shù)特征所有可能的組合都進(jìn)行描述，然而，只要這些技術(shù)特征的組合不存在矛盾，都應(yīng)當(dāng)認(rèn)為是本說明書記載的范圍。以上所述實(shí)施例僅表達(dá)了本發(fā)明的幾種實(shí)施方式，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。因此，本發(fā)明專利的保護(hù)范圍應(yīng)以所附權(quán)利要求為準(zhǔn)。