一种新能源可开发量评估方法与流程

1.本发明涉及电力系统分析技术领域，尤其涉及一种新能源可开发量评估方法。


背景技术：

2.新能源又称非常规能源，指的是传统能源之外的各种能源形式，一般为在新技术基础上加以开发利用的可再生能源，如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能以及核聚变能等。新能源的开发是实现绿色低碳发展的核心要求，随着新能源的快速发展，对能源转型的推动作用持续增强，各研究机构均建立了对风能等新能源的资源特性进行研究的实验室，并陆续开发出数值天气模拟模型和方法工具，具备对全国风能资源总储量进行测算的能力。
3.新能源可开发量的评估主要分为三个梯度，即理论可开发量、技术可开发量以及经济可开发量。其中，理论可开发量是指以太阳能、风能资源禀赋决定的可开发量，是理论上最大的可开发量；技术可开发量表示在当前技术水平条件下，考虑地理环境、生态保护等制约因素后的可开发量；经济可开发量指的是在当前技术、经济可承受的前提下，具有经济开发价值、具备消纳条件的新能源可开发规模。在现有的研究中，对新能源可开发量的研究尚处于初级阶段，无法为准确刻画不同地区新能源可开发潜力提供有价值的参考依据。


技术实现要素：

4.本发明提供一种新能源可开发量评估方法，能够准确刻画待研究地区的新能源可开发潜力。
5.为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
6.第一方面，本发明提供一种新能源可开发量评估方法，所述方法包括：
7.将待研究地区按待研究时间段内年平均风功率密度等值线划分为多个目标区域；
8.获取每个所述目标区域的风能资源功率，对多个所述目标区域的风能资源功率求和，得到所述待研究地区的风电资源理论开发量；
9.基于多个所述目标区域的风能资源功率与面积系数，计算所述待研究地区的风电技术可开发量；所述面积系数为风轮的扫掠面积与所述风轮面积的比值；
10.基于所述风电技术可开发量与经济开发系数，计算所述待研究地区的风电经济可开发量；所述经济开发系数基于所述待研究地区的地方政策与经济开发限制因素确定；
11.输出所述风电资源理论开发量、所述风电技术可开发量以及所述风电经济可开发量。
12.在一种可能的实现方式中，所述获取每个所述目标区域的风能资源功率，对多个所述目标区域的风能资源功率求和，得到所述待研究地区的风电资源理论开发量，具体为：
13.根据第一公式计算所述待研究地区的风电资源理论开发量，所述第一公式为，
[0014][0015]
其中，e
theory
为所述待研究地区的风电资源理论开发量，n为风功率密度等级数，si为每个所述目标区域的面积，pi为每个所述目标区域的风功率代表值，sipi为每个所述目标区域的风能资源功率。
[0016]
在一种可能的实现方式中，所述计算所述待研究地区的风电技术可开发量，具体为：
[0017]
根据第二公式计算所述待研究地区的风电技术可开发量，所述第二公式为，
[0018][0019]
其中，e
technology
为所述待研究地区的风电技术可开发量，v为面积系数。
[0020]
在一种可能的实现方式中，所述计算所述待研究地区的风电经济可开发量，具体为：
[0021]
根据第三公式计算所述待研究地区的风电经济可开发量，所述第三公式为，
[0022]
eeconomy＝technology
×
k，
[0023]
其中，e
economy
为所述待研究地区的风电经济可开发量，k为经济开发系数。
[0024]
第二方面，本发明提供一种新能源可开发量评估方法，所述新能源为光伏资源，所述方法包括：
[0025]
在待研究地区的年太阳能辐射量大于预设阈值后，基于所述待研究地区的光伏资源可安装面积与单位光伏机的占地面积，计算所述待研究地区的光伏资源理论开发量；
[0026]
根据光伏资源开发场景，确定所述光伏资源的类型，并根据不同类型的光伏资源对应的预设算法，计算所述光伏资源的光伏技术可开发量；光伏资源的类型包括屋顶分布式光伏和陆上集中式光伏；
[0027]
基于所述光伏技术可开发量与经济开发系数，计算所述待研究地区的光伏经济可开发量；所述经济开发系数基于所述待研究地区的地方政策与经济开发限制因素确定；
[0028]
输出所述光伏资源理论开发量、所述光伏技术可开发量以及所述光伏经济可开发量。
[0029]
在一种可能的实现方式中，所述计算所述待研究地区的光伏资源理论开发量，具体为：
[0030]
根据第四公式计算所述待研究地区的光伏资源理论开发量，所述第四公式为，
[0031]etheory
＝s
theory
/w，
[0032]
其中，e
theory
为所述待研究地区的光伏资源理论开发量，s
theory
为所述待研究地区内的光伏资源可安装面积，w为单位光伏机的占地面积。
[0033]
在一种可能的实现方式中，在所述光伏资源的类型为屋顶分布式光伏时，对应的预设算法为：
[0034]etechnology
＝a
pv
/s
per
×
p
solar
，
[0035]
其中，e
technology
为所述光伏资源的光伏技术可开发量，a
pv
为光伏组件的表面面积，s
per
为单块光伏组件的面积，p
solar
为单块光伏组件的功率；
[0036]apv
＝gcr
×
sa
×ar
·
pv
，
[0037]
其中，gcr为光伏组件的地面占用率，sa为安全通道所占面积折减系数，ar·
pv
为屋顶光伏可安装面积；
[0038]
gcr＝c/d＝(cosβ+cotα
×
sinβ)-1
，
[0039]
其中，cosα＝a/b，a为光伏组件中光伏板安装后的高度，b为光伏板之间的水平空隙间距，c为光伏板的宽度，d为光伏板之间的间距，α为遮阳角，β为倾斜角；
[0040]ar
·
pv
＝fr·
pv
×aroof
，
[0041]
其中，fr
·
pv为屋顶光伏可利用系数，aroof为屋顶总面积。
[0042]
在一种可能的实现方式中，在所述光伏资源的类型为屋顶分布式光伏时，对应的预设算法为：
[0043]etechnology
＝h
sum
×
(1-ur)
×
ph，
[0044]
其中，h
sum
为所述待研究地区的总户数，ur为所述待研究地区的城镇化率，ph为所述待研究地区单户农村住房光伏装机。
[0045]
在一种可能的实现方式中，在所述光伏资源的类型为陆上集中式光伏时，对应的预设算法为：
[0046]etechnology
＝t
technology
/w，
[0047]
其中，e
technology
为所述光伏资源的光伏技术可开发量，t
technology
为所述待研究地区内光伏组件的可安装面积，w为单位光伏机的占地面积。
[0048]
在一种可能的实现方式中，其特征在于，所述计算所述待研究地区的光伏经济可开发量，具体为：
[0049]eeconomy
＝e
technology
×
k，
[0050]
其中，e
economy
为所述待研究地区的光伏经济可开发量，k为经济开发系数。
[0051]
本发明实施例提供的新能源可开发量评估方法，当新能源为风能资源时，首先通过年平均功率密度等值线将待研究地区划分为多个目标区域；其次计算每个目标区域的风能资源功率，并对多个目标区域的风能资源功率求和，得到待研究地区的风电资源理论开发量；再次根据多个所述目标区域的风能资源功率以及面积系数，确定待研究地区的风电技术可开发量；之后根据风电技术可开发量和经济开发系数，确定待研究地区的风电经济可开发量；最后输出计算得到的风电资源理论开发量、风电技术可开发量以及风电经济可开发量；通过本发明的评估方法得到的风能资源的理论开发量、技术可开发量以及经济可开发量的结果更加精确，能够更加准确地刻画待研究地区风能资源的可开发潜力，为待研究地区风能资源的开发提供更有价值的参考依据。
[0052]
本发明实施例提供的新能源可开发量评估方法，当新能源为光伏资源时，首先，确定待研究地区的年太阳能辐射量是否大于预设阈值，若是，基于待研究地区的光伏资源可安装面积与单位光伏机的占地面积，计算待研究地区的光伏资源理论开发量；其次，根据光伏资源的开发场景，确定光伏资源的类型，并对不同类型的光伏资源，采用不同的预设算法，计算该光伏资源的光伏技术可开发量；再次，根据光伏技术可开发量与经济开发系数，确定待研究地区的光伏经济可开发量；最后，输出计算得到的光伏资源理论开发量、光伏技术可开发量以及光伏经济可开发量；通过本发明的评估方法得到的光伏资源的理论开发量、技术可开发量以及经济可开发量的结果更加精确，能够更加准确地刻画待研究地区光
伏资源的可开发潜力，为待研究地区光伏资源的开发提供更有价值的参考依据。
附图说明
[0053]
图1为本发明实施例提供的第一种新能源可开发量评估方法的步骤流程图；
[0054]
图2为本发明实施例提供的第二种新能源可开发量评估方法的步骤流程图。
具体实施方式
[0055]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0056]
以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，“基于”或“根据”的使用意味着开放和包容性，因为“基于”或“根据”一个或多个所述条件或值的过程、步骤、计算或其他动作在实践中可以基于额外条件或超出所述的值。
[0057]
为了解决现有技术无法为准确刻画不同地区新能源可开发潜力提供有价值的参考依据的技术问题，本发明实施例提供了一种新能源可开发量评估方法。
[0058]
图1为本发明实施例提供的第一种新能源可开发量评估方法的步骤流程图。
[0059]
如图1所示，当新能源为风能资源，方法包括：
[0060]
步骤101、将待研究地区按待研究时间段内年平均风功率密度等值线划分为多个目标区域。
[0061]
其中，风功率密度蕴含风速、风速频率分布以及空气密度的影响，是衡量风电场风能资源的综合指标。
[0062]
以年为研究时间，将待研究地区的年平均风功率密度相同的点连接起来，得到年平均风功率密度等值线。相邻两个年平均风功率密度等值线之间围绕形成的区域为一个目标区域。
[0063]
风功能密度等级在国标“风电场风能资源评估方法”中给出了7个级别。表1为风功能密度等级表，如表1所示：
[0064]
表1风功能密度等级表
[0065]
[0066][0067]
由表1可以看出，10m高处当风功率密度大于150w/m2，年平均风速大于5m/s的区域被认为是风能资源可利用区；年平均风速在6m/s，风功率密度为200-250w/m2为较好风电场；在年平均风速在7m/s，风功率密度为300-400w/m2为很好风电场。一般来说，平均风速较大，风功率密度也大，风能可利用小时数就越多。
[0068]
我国风能区域等级划分的标准如下：
[0069]
(1)风能资源丰富区：年有效风功率密度大于200w/m2，3～20m/s风速的年积累小时数大于5000h，年平均风速大于6m/s；
[0070]
(2)风能资源次丰富区：年有效风功率密度为200～150w/m2，3～20m/s风速的年积累小时数为5000～4000h，年平均风速在5.5m/s左右；
[0071]
(3)风能资源可利用区：年有效风功率密度为150～100w/m2，3～20m/s风速的年积累小时数为4000～2000h，年平均风速在5m/s左右；
[0072]
(4)风能资源频发区：年有效风功率密度小于100w/m2，3～20m/s风速的年积累小时数小于2000h，年平均风速在4.5m/s。
[0073]
步骤102、获取每个目标区域的风能资源功率，对多个目标区域的风能资源功率求和，得到待研究地区的风电资源理论开发量。
[0074]
其中，风能资源功率指的是风能作用在风叶上的实际能量。将多个目标区域的风能资源功率相加，可以得到整个待研究地区的风电资源理论开发量。
[0075]
步骤103、基于多个目标区域的风能资源功率与面积系数，计算待研究地区的风电技术可开发量。
[0076]
其中，面积系数为风轮的扫掠面积与风轮面积的比值。
[0077]
步骤104、基于风电技术可开发量与经济开发系数，计算待研究地区的风电经济可开发量。
[0078]
其中，经济开发系数基于待研究地区的地方政策与经济开发限制因素确定。
[0079]
具体的，在计算风电经济可开发量时，需要在风电技术可开发量的基础上考虑地方政策和经济开发限制因素，包括：征地费用、生态红线制约、海上航道、锚地、军事区域制约、受陆上山峰高度或海上海水水深等影响的施工难度和建设成本，后期的运行维护成本、以及地方政府对风电发展的政策支持力度等影响要素，综合形成一个经济开发系数，最终根据经济开发系数与风电技术可开发量得到风电经济可开发量。
[0080]
步骤105、输出风电资源理论开发量、风电技术可开发量以及风电经济可开发量。
[0081]
其中，风能资源可开发量包括风电资源理论开发量、风电技术可开发量和风电经济可开发量，因此根据计算得到的电资源理论开发量、风电技术可开发量和风电经济可开
发量能够更加准确地刻画待研究地区风能资源的可开发潜力。
[0082]
进一步的，获取每个目标区域的风能资源功率，对多个目标区域的风能资源功率求和，得到待研究地区的风电资源理论开发量，具体为：
[0083]
根据第一公式计算待研究地区的风电资源理论开发量，第一公式为，
[0084][0085]
其中，e
theory
为待研究地区的风电资源理论开发量，n为风功率密度等级数，si为每个目标区域的面积，pi为每个目标区域的风功率代表值，sipi为每个目标区域的风能资源功率。
[0086]
在本实施例中，p1＝25w/m2，p1小于50w/m2区域风功率密度代表值；p2＝75w/m2，p2在50～100w/m2区域风功率密度代表值之间；p3＝125w/m2，p3在100～150w/m2区域风功率密度代表值之间，以此类推，pi需以50w/m2的间隔递增。
[0087]
进一步的，计算待研究地区的风电技术可开发量，具体为：
[0088]
根据第二公式计算待研究地区的风电技术可开发量，第二公式为，
[0089][0090]
其中，e
technology
为待研究地区的风电技术可开发量，v为面积系数。
[0091]
在本实施例中，风轮的直径为1米，风轮扫掠面积为0.785平方米，因此，面积系数取值为0.785。
[0092]
在实际应用过程中，基于目前陆上和海上风电的技术开发条件，风功能密度需要大于一定的数值才具备开发价值，因此，本实施例中，风电技术可开发量在估算时，可以定义为年平均风功率密度在150w/m2以上的区域的风能资源功率的存储值与面积系数的乘积。
[0093]
所以，本实施例中从i＝4开始计算。
[0094]
进一步的，计算待研究地区的风电经济可开发量，具体为：
[0095]
根据第三公式计算待研究地区的风电经济可开发量，第三公式为，
[0096]
eeconomy＝etechnology
×kꢀꢀ
(3)，
[0097]
其中，e
economy
为待研究地区的风电经济可开发量，k为经济开发系数。
[0098]
具体的，在本实施例中，待研究地区的风电经济可开发量等于上一步计算得到的待研究地区的风电经济可开发量与经济开发系数的乘积。
[0099]
本发明实施例提供的新能源可开发量评估方法，当新能源为风能资源时，首先通过年平均功率密度等值线将待研究地区划分为多个目标区域；其次计算每个目标区域的风能资源功率，并对多个目标区域的风能资源功率求和，得到待研究地区的风电资源理论开发量；再次根据多个目标区域的风能资源功率以及面积系数，确定待研究地区的风电技术可开发量；之后根据风电技术可开发量和经济开发系数，确定待研究地区的风电经济可开发量；最后输出计算得到的风电资源理论开发量、风电技术可开发量以及风电经济可开发量。
[0100]
通过本发明的评估方法得到的风能资源的理论开发量、技术可开发量以及经济可
开发量的结果更加精确，能够更加准确地刻画待研究地区风能资源的可开发潜力，为待研究地区风能资源的开发提供更有价值的参考依据。
[0101]
图2为本发明实施例提供的第二种新能源可开发量评估方法的步骤流程图。
[0102]
如图2所示，新能源为光伏资源，方法包括：
[0103]
步骤201、在待研究地区的年太阳能辐射量大于预设阈值后，基于待研究地区的光伏资源可安装面积与单位光伏机的占地面积，计算待研究地区的光伏资源理论开发量。
[0104]
具体的，光伏开发的基本条件之一是待研究地区的年太阳能辐射量(ghi)需要大于预设阈值。在本实施例中，预设阈值为1000w/m2。也就是说，只有在待研究地区的年太阳能辐射量大于1000w/m2时，待研究地区的光伏开发才有价值。
[0105]
在待研究地区的年太阳能辐射量大于预设阈值后，光伏资源理论开发量可以基于待研究地区的光伏资源可安装面积与单位光伏机的占地面积，通过单位面积法进行计算。
[0106]
步骤202、根据光伏资源开发场景，确定光伏资源的类型，并根据不同类型的光伏资源对应的预设算法，计算光伏资源的光伏技术可开发量。
[0107]
其中，光伏资源的类型包括屋顶分布式光伏和陆上集中式光伏。
[0108]
光伏资源开发场景也称光伏具备技术开发条件的场景。在实际应用中，光伏资源开发场景主要集中在屋顶、滩涂、低丘缓坡、复垦耕地、荒山荒坡、鱼塘等区域。其中，屋顶是安装光伏组件的主要场景，因此对光伏技术可开发量的评估分为屋顶和非屋顶两类通过不同的方法进行评估。屋顶类即屋顶分布式光伏类型，非屋顶即陆上集中式光伏类型。
[0109]
针对不同类型的光伏资源预先设计有不同的计算方法，也就是说，对于不同类型的光伏资源，调用不同的预设算法。
[0110]
步骤203、基于光伏技术可开发量与经济开发系数，计算待研究地区的光伏经济可开发量。
[0111]
其中，经济开发系数基于待研究地区的地方政策与经济开发限制因素确定。
[0112]
具体的，在计算光伏技术可开发量时，需要在光伏技术可开发量的基础上考虑地方政策和经济开发限制因素，包括：征地费用、生态红线制约、后期的运行维护成本、以及地方政府对光伏技术发展的政策支持力度等影响因素，综合形成一个经济开发系数，最终根据经济开发系数与光伏技术可开发量的乘积得到光伏技术可开发量。
[0113]
步骤204、输出光伏资源理论开发量、光伏技术可开发量以及光伏经济可开发量。
[0114]
其中，光伏资源可开发量包括光伏资源理论开发量、光伏技术可开发量以及光伏经济可开发量，因此根据计算得到的光伏资源理论开发量、光伏技术可开发量以及光伏经济可开发量能够更加准确地刻画待研究地区光伏资源的可开发潜力。
[0115]
进一步的，计算待研究地区的光伏资源理论开发量，具体为：
[0116]
根据第四公式计算待研究地区的光伏资源理论开发量，第四公式为，
[0117]etheory
＝s
theory
/w
ꢀꢀ
(4)，
[0118]
其中，e
theory
为待研究地区的光伏资源理论开发量，s
theory
为待研究地区内的光伏资源可安装面积，w为单位光伏机的占地面积。
[0119]
在本实施例中，通过对浙江省各个地市年太阳能辐射量的分布情况的分析，筛选出年太阳能辐射量大于1200w/m2的区域，将筛选出的区域作为待研究地区内的光伏资源可安装面积s
theory
，结合单位光伏机的占地面积w，计算出待研究地区的光伏资源理论开发量etheory
。
[0120]
由于建筑物屋顶面积目前未有较为权威的统计数据，本发明中通过用地面积、建筑密度与屋顶面积的关系，确定各类建筑物屋顶的总面积，进而求出光伏可开发量。公共设施建筑屋顶、商业服务业建筑屋顶、工业建筑屋顶和物流仓储屋顶用地面积相关统计较为完善，可用屋顶面积测算法进行测算。
[0121]
进一步的，在光伏资源的类型为屋顶分布式光伏时，对应的预设算法为：
[0122]etechnology
＝a
pv
/s
per
×
p
solar
ꢀꢀ
(5)，
[0123]
其中，e
technology
为光伏资源的光伏技术可开发量，a
pv
为光伏组件的表面面积，s
per
为单块光伏组件的面积，p
solar
为单块光伏组件的功率。
[0124]
具体的，光伏系统由多块光伏组件构成，只有估算出光伏组件的安装面积，即可估算出光伏系统的发电功率。
[0125]
在本实施例中，单个光伏组件的常见面积为1.638m2，即0.992m
×
1.652m的光伏板，单块单块光伏组件的功率约为285瓦。
[0126]apv
＝gcr
×
sa
×ar
·
pv
ꢀꢀ
(6)，
[0127]
其中，gcr为光伏组件的地面占用率，即光伏组件的表面积与其所占用的屋顶面积之间的比例。
[0128]
sa为安全通道所占面积折减系数，ar·
pv
为屋顶光伏可安装面积；
[0129]
gcr＝c/d＝(cosβ+cotα
×
sinβ)-1
ꢀꢀ
(7)，
[0130]
cosα＝a/b
ꢀꢀ
(8)，
[0131]
其中，a为光伏组件中光伏板安装后的高度，b为光伏板之间的水平空隙间距，c为光伏板的宽度，d为光伏板之间的间距，α为遮阳角，β为倾斜角。
[0132]
具体的，在屋顶光伏组件可安装面积确定后，不同的倾斜角和遮阳角的选择，对于可安装的光伏组件的表面积，也就是装机容量有直接影响。
[0133]
在保证充分发挥光伏组件效率的情况下，也就是避免光伏组件过多的受到阴影的遮挡，倾斜角越大，可以安装的光伏组件越少。当选择的倾斜角较小时，虽然可以增加光伏的安装量，但投资成本也会增加。
[0134]
在本发明实施例中，光伏板的宽度c、遮阳角α以及倾斜角β是影响光伏组件的地面占用率gcr的重要因素。当安装角度一定的情况下，随着遮阳角增加，光伏阵列的距离越近，光伏组件之间的遮挡越多，太阳能发电量受到遮阳的影响也就越多。
[0135]
采用支架安装的光伏方阵中，确定光伏组件间距时，要求光伏组件上的阳光在冬至日不受遮挡，通常是要求冬至日9:00～15:00之间不受遮挡，一般情况下，光伏组件的地面占用率gcr取0.45。
[0136]
为了满足日常检修和防止火灾的要求，在屋顶上安装光伏需要与构件之间以及光伏组件之间保持有一定的安全通道，安全通道所占面积折减系数sa一般取0.96。
[0137]ar
·
pv
＝fr·
pv
×aroof
ꢀꢀ
(9)，
[0138]
其中，fr
·
pv为屋顶光伏可利用系数，a
roof
为屋顶总面积。
[0139]
具体的，从屋顶的总面积得到屋顶光伏可利用面积，引入参数屋顶光伏可利用系数，用符号fr·
pv
表示，其含义是指屋顶光伏可利用面积与屋顶总面积的之比。
[0140]
不同类型用地的建筑屋顶可利用系数考虑原则如下，表2为不同地区可根据实际
情况调整系数取值，如表2所示：
[0141]
表2各类用地建筑密度系数取值表
[0142]
序号用地性质屋顶可利用系数(fr·
pv
)1公共管理和公共服务设施0.42商业服务业设施0.43工业用地0.64物流仓储0.7
[0143]
1)城市公共设施屋顶一般设备多而复杂，部分公共建筑屋顶形状特异，难以安装光伏板；乡镇公共设施安装光伏板的条件相对较好，因此基于城市和农村综合考虑，取值0.4；
[0144]
2)商业服务业设施屋顶屋顶情况较为复杂，取值0.4；
[0145]
3)工业用地中机加工类屋顶可利用面积较大，电子类、制药类、食品类因恒温要求，空调设施占用面积较多，化工类屋顶排放物复杂，具有易燃易爆风险，一般不可利用安装光伏，综合考虑取值0.6；
[0146]
4)物流仓储屋顶可利用面积较大，取值0.7。
[0147]
进一步的，在计算屋顶总面积a
roof
时，首先，需要通过用地面积和建筑密度得出建筑的占地面积；其次，在通常的建筑形体中，屋顶面积与建筑占地面积都是二维平面，因此假设屋顶面积基本等同与建筑占地面积。
[0148]aroof
≈a
cover
＝bd
×aland
ꢀꢀ
(10)，
[0149]
其中，a
roof
为建筑的屋顶总面积，a
cover
为建筑的占地面积，bd为建筑的密度，a
land
为用地面积。
[0150]
具体的，不同类型用地的建筑密度各不相同，表3为各类用地建筑密度系数取值表，如表3所示：
[0151]
表1各类用地建筑密度系数取值表
[0152][0153][0154]
公共管理和公共服务设施以及商业服务业设施的建筑密度相对较小取0.3～0.35，工业用地和物流仓储的建筑密度相对较大取0.4。
[0155]
在居住建筑中，城市住宅由于一般屋顶属于公摊面积，屋顶水箱、楼梯间、屋顶设备较为复杂，且周边遮挡相对较多，有效光照时间较短，发展屋顶光伏难度较大，因此，居住建筑屋顶光伏主要在农村居住用房区域发展。然而目前农村居住用地面积缺少权威有效的统计资料，难以通过屋顶面积测算法计算光伏技术可开发量，因此考虑使用单户装机测算法进行测算。
[0156]
进一步的，在光伏资源的类型为屋顶分布式光伏时，对应的预设算法还可以为：
[0157]etechnology
＝h
sum
×
(1-ur)
×
phꢀꢀ
(11)，
[0158]
其中，h
sum
为待研究地区的总户数；ur为待研究地区的城镇化率，即城镇人口占总
人口的比重，可较好的反应一个地区的城镇化水平；
[0159]
ph为待研究地区单户农村住房光伏装机。
[0160]
农村一户安装光伏装机约2.5～3千瓦，因此，通过统计农村户数，测算出光伏技术可开发量。
[0161]
在本实施例中，ph取2.5千瓦/户。
[0162]
非屋顶具备光伏技术开发条件的场景即陆上集中式光伏，主要集中在滩涂、低丘缓坡、复垦耕地、荒山荒坡、鱼塘等区域。
[0163]
进一步的，在光伏资源的类型为陆上集中式光伏时，对应的预设算法为：
[0164]etechnology
＝t
technology
/w
ꢀꢀ
(12)，
[0165]
其中，e
technology
为光伏资源的光伏技术可开发量，t
technology
为待研究地区内光伏组件的可安装面积，w为单位光伏机的占地面积。
[0166]
具体的，其中，ti表示第i种类型具备技术开发条件的面积。
[0167]
进一步的，计算待研究地区的光伏经济可开发量，具体为：
[0168]eeconomy
＝e
technology
×
k，
[0169]
其中，e
economy
为待研究地区的光伏经济可开发量，k为经济开发系数。
[0170]
在本实施例中，光伏建设成本的主要影响因素有：
[0171]
1)屋顶分布式光伏主要受限因素是房屋的前期设计是否考虑屋顶承受较大的重量，如屋顶无法承受光伏设备的重量，对屋顶进行额外加固的工程量令安装工程费过高，使项目不再具有经济性。
[0172]
2)滩涂光伏主要受限因素是滩涂涨潮时的水位高度，滩涂光伏上部结构采用支架上铺太阳能光伏板的工艺，下部结构采用桩基础型式，属于透水构筑物，滩涂涨潮时的水位高度对滩涂光伏的建设难度和投资有较大影响，若滩涂涨潮时水位过高，对光伏下部桩基础和支架高度均有更高的技术要求，安装工程费也随之提高，考虑建设成本的经济性，一般滩涂光伏建设所在位置，涨潮时水位不应超过5米。
[0173]
3)低丘缓坡、复垦耕地、荒山荒坡开发光伏主要受限因素是地方政策限制和征地费用，考虑到浙江省内陆资源宝贵，实际可供发展陆地光伏的面积有限，目前嘉兴、湖州、宁波等地暂不开展内陆集中式光伏的发展。另外，土地费用过高也使得项目经济性难以得到保障。
[0174]
4)水上光伏主要受限因素是鱼塘的有效面积和自然环境，水上光伏宜安装在面积较广、径流稳定、水位变化小、风速低的水域，面积不足的鱼塘无法保证光伏开发规模，年发电量受到限制，使项目失去经济性。
[0175]
本发明实施例提供的新能源可开发量评估方法，当新能源为光伏资源时，首先，确定待研究地区的年太阳能辐射量是否大于预设阈值，若是，基于待研究地区的光伏资源可安装面积与单位光伏机的占地面积，计算待研究地区的光伏资源理论开发量；其次，根据光伏资源的开发场景，确定光伏资源的类型，并对不同类型的光伏资源，采用不同的预设算法，计算该光伏资源的光伏技术可开发量；再次，根据光伏技术可开发量与经济开发系数，确定待研究地区的光伏经济可开发量；最后，输出计算得到的光伏资源理论开发量、光伏技
术可开发量以及光伏经济可开发量。
[0176]
通过本发明的评估方法得到的光伏资源的理论开发量、技术可开发量以及经济可开发量的结果更加精确，能够更加准确地刻画待研究地区光伏资源的可开发潜力，为待研究地区光伏资源的开发提供更有价值的参考依据。
[0177]
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何在本发明揭露的技术范围内的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种新能源可开发量评估方法，其特征在于，所述新能源为风能资源，所述方法包括：将待研究地区按待研究时间段内年平均风功率密度等值线划分为多个目标区域；获取每个所述目标区域的风能资源功率，对多个所述目标区域的风能资源功率求和，得到所述待研究地区的风电资源理论开发量；基于多个所述目标区域的风能资源功率与面积系数，计算所述待研究地区的风电技术可开发量；所述面积系数为风轮的扫掠面积与所述风轮面积的比值；基于所述风电技术可开发量与经济开发系数，计算所述待研究地区的风电经济可开发量；所述经济开发系数基于所述待研究地区的地方政策与经济开发限制因素确定；输出所述风电资源理论开发量、所述风电技术可开发量以及所述风电经济可开发量。2.根据权利要求1所述的新能源可开发量评估方法，其特征在于，所述获取每个所述目标区域的风能资源功率，对多个所述目标区域的风能资源功率求和，得到所述待研究地区的风电资源理论开发量，具体为：根据第一公式计算所述待研究地区的风电资源理论开发量，所述第一公式为，其中，e
theory
为所述待研究地区的风电资源理论开发量，n为风功率密度等级数，s
i
为每个所述目标区域的面积，p
i
为每个所述目标区域的风功率代表值，s
i
p
i
为每个所述目标区域的风能资源功率。3.根据权利要求2所述的新能源可开发量评估方法，其特征在于，所述计算所述待研究地区的风电技术可开发量，具体为：根据第二公式计算所述待研究地区的风电技术可开发量，所述第二公式为，其中，e
technology
为所述待研究地区的风电技术可开发量，v为面积系数。4.根据权利要求3所述的新能源可开发量评估方法，其特征在于，所述计算所述待研究地区的风电经济可开发量，具体为：根据第三公式计算所述待研究地区的风电经济可开发量，所述第三公式为，e
economy
＝e
technology
×
k，其中，e
economy
为所述待研究地区的风电经济可开发量，k为经济开发系数。5.一种新能源可开发量评估方法，其特征在于，所述新能源为光伏资源，所述方法包括：在待研究地区的年太阳能辐射量大于预设阈值后，基于所述待研究地区的光伏资源可安装面积与单位光伏机的占地面积，计算所述待研究地区的光伏资源理论开发量；根据光伏资源开发场景，确定所述光伏资源的类型，并根据不同类型的光伏资源对应的预设算法，计算所述光伏资源的光伏技术可开发量；光伏资源的类型包括屋顶分布式光伏和陆上集中式光伏；
基于所述光伏技术可开发量与经济开发系数，计算所述待研究地区的光伏经济可开发量；所述经济开发系数基于所述待研究地区的地方政策与经济开发限制因素确定；输出所述光伏资源理论开发量、所述光伏技术可开发量以及所述光伏经济可开发量。6.根据权利要求5所述的新能源可开发量评估方法，其特征在于，所述计算所述待研究地区的光伏资源理论开发量，具体为：根据第四公式计算所述待研究地区的光伏资源理论开发量，所述第四公式为，e
theory
＝s
theory
/w，其中，e
theory
为所述待研究地区的光伏资源理论开发量，s
theory
为所述待研究地区内的光伏资源可安装面积，w为单位光伏机的占地面积。7.根据权利要求6所述的新能源可开发量评估方法，其特征在于，在所述光伏资源的类型为屋顶分布式光伏时，对应的预设算法为：e
technology
＝a
pv
/s
per
×
p
solar，
其中，e
technology
为所述光伏资源的光伏技术可开发量，a
pv
为光伏组件的表面面积，s
per
为单块光伏组件的面积，p
solar
为单块光伏组件的功率；a
pv
＝gcr
×
sa
×
a
r
·
pv
，其中，gcr为光伏组件的地面占用率，sa为安全通道所占面积折减系数，a
r
·
pv
为屋顶光伏可安装面积；gcr＝c/d＝(cosβ+cotα
×
sinβ)-1
，其中，cosα＝a/b，a为光伏组件中光伏板安装后的高度，b为光伏板之间的水平空隙间距，c为光伏板的宽度，d为光伏板之间的间距，α为遮阳角，β为倾斜角；a
r
·
pv
＝f
r
·
pv
×
a
roof
，其中，fr
·
pv为屋顶光伏可利用系数，aroof为屋顶总面积。8.根据权利要求6所述的新能源可开发量评估方法，其特征在于，在所述光伏资源的类型为屋顶分布式光伏时，对应的预设算法为：e
technology
＝h
sum
×
(1-ur)
×
p
h
，其中，h
sum
为所述待研究地区的总户数，ur为所述待研究地区的城镇化率，p
h
为所述待研究地区单户农村住房光伏装机。9.根据权利要求6所述的新能源可开发量评估方法，其特征在于，在所述光伏资源的类型为陆上集中式光伏时，对应的预设算法为：e
technology
＝t
technology
/w，其中，e
technology
为所述光伏资源的光伏技术可开发量，t
technology
为所述待研究地区内光伏组件的可安装面积，w为单位光伏机的占地面积。10.根据权利要求6所述的新能源可开发量评估方法，其特征在于，所述计算所述待研究地区的光伏经济可开发量，具体为：e
economy
＝e
technology
×
k，其中，e
economy
为所述待研究地区的光伏经济可开发量，k为经济开发系数。

技术总结
本发明公开一种新能源可开发量评估方法，当新能源为风能资源时，方法包括：对多个风能资源功率求和，得到待研究地区的风电资源理论开发量；基于多个风能资源功率与面积系数，计算风电技术可开发量；基于风电技术可开发量与经济开发系数，计算风电经济可开发量；当新能源为光伏资源时，方法包括：基于待研究地区的光伏资源可安装面积与单位光伏机的占地面积，计算光伏资源理论开发量；根据不同类型的光伏资源对应的预设算法，计算光伏资源的光伏技术可开发量；基于光伏技术可开发量与经济开发系数计算光伏经济可开发量。本发明能够通过计算得到的风电和光伏的理论开发量、技术可开发量以及经济可开发量，准确刻画待研究地区的新能源开发潜力。源开发潜力。源开发潜力。


技术研发人员：朱维骏 何勇玲 杨鹏 郁丹 翁华 唐人 郭雨涵 吴君 许潇鹏
受保护的技术使用者：浙江华云电力工程设计咨询有限公司
技术研发日：2023.06.28
技术公布日：2023/9/20