一种可再生能源驱动反渗透海水淡化技术的成本建模方法

摘要

本发明公开了一种可再生能源驱动反渗透海水淡化技术的成本建模方法，包括：根据每日用水量预测海水淡化过程所需的功率Pl；计算光伏发电功率Ppv、风力发电功率Pwt及电池组的总容量Sbat；根据海水淡化过程所需的功率Pl、光伏发电功率Ppv、风力发电功率Pwt及电池组的总容量Sbat，计算电池荷电状态值SOC；计算可再生能源系统的供电损失概率LPSP；将LPSP≤LPSPmax作为约束条件，计算可再生能源系统的总建设成本LCC。使用光伏、风力能源为海水淡化过程供电，可以提高可再生能源的利用率，减少化石燃料的使用，进而降低温室气体的排放量，实现海水淡化技术可持续发展；同时可以解决偏远地区无法从电网获取可靠、低成本电能的问题。

说明书

技术领域

本发明属于海水淡化建模方法技术领域，涉及一种可再生能源驱动反渗透海水淡化技术的成本建模方法。

背景技术

我国的淡水资源总量名列世界第四，但是作为一个人口大国，我国人均综合用水量排名落后，仅为431m

发明内容

本发明的目的是提供一种可再生能源驱动反渗透海水淡化技术的成本建模方法，解决了现有技术中存在的海水淡化过程无法从电网获取可靠、低成本电能的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种可再生能源驱动反渗透海水淡化技术的成本建模方法，包括以下步骤：

步骤1、根据每日用水量预测海水淡化过程所需的功率P

步骤2、计算光伏发电功率P

步骤3、根据海水淡化过程所需的功率P

步骤4、计算可再生能源系统的供电损失概率LPSP；

步骤5、将LPSP≤LPSP

本发明的特点还在于：

步骤1中海水淡化过程所需的功率P

P

上式中，H

步骤2中光伏发电功率P

P

上式中，η

上式中，v为风速，V

上式中，A

S

上式中，N

步骤3中电池荷电状态值SOC的计算方式如下：

P

上式中，σ为每小时自放电率，P

步骤4中供电损失概率LPSP为：

上式中，LPS(t)为能源供应缺额量；

上式中，l

步骤5具体过程为：

将LPSP≤LPSP

LCC＝LCC

上式中，LCC

步骤5中光伏面板的总建设成本LCC

LCC

上式中，C

上式中，j为利率，n为使用年限；

LCC

上式中,C

上式中，C

本发明的有益效果是：

本发明一种可再生能源驱动反渗透海水淡化技术的成本建模方法，根据居民每日用水量预测海水淡化过程所需的功率，通过对可再生能源的输出功率和建设成本进行建模，同时考虑系统的断电损失概率，求解模型的到可再生能源系统的模型，能降低可再生能源系统的建设成本；使用光伏、风力能源为海水淡化过程供电，可以提高可再生能源的利用率，减少化石燃料的使用，进而降低温室气体的排放量，实现海水淡化技术可持续发展；同时可以解决偏远地区无法从电网获取可靠、低成本电能的问题。

附图说明

图1是本发明一种可再生能源驱动反渗透海水淡化技术的成本建模方法的实施例中电池瞬时状态值变化图；

图2是本发明一种可再生能源驱动反渗透海水淡化技术的成本建模方法的实施例中总建设成本优化分析结果图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。

一种可再生能源驱动反渗透海水淡化技术的成本建模方法，包括以下步骤：

步骤1、根据每日用水量预测海水淡化过程所需的功率P

P

上式中，H

步骤2、计算光伏发电功率P

P

上式中，η

上式中，v为风速，V

上式中，A

S

上式中，N

步骤3、根据海水淡化过程所需的功率P

P

上式中，σ为每小时自放电率，P

步骤4、计算可再生能源系统的供电损失概率LPSP：

上式中，LPS(t)为能源供应缺额量(kW)；

上式中，l

步骤5、将LPSP≤LPSP

LCC＝LCC

上式中，LCC

其中，总建设成本LCC

LCC

上式中，C

上式中，j为利率，n为使用年限；

LCC

上式中,C

上式中，C

具体的，计算公式(1)-(5)，并以LPSP≤LPSP

通过以上方式，本发明一种可再生能源驱动反渗透海水淡化技术的成本建模方法，根据居民每日用水量预测海水淡化过程所需的功率，通过对可再生能源的输出功率和建设成本进行建模，同时考虑系统的断电损失概率，求解模型的到可再生能源系统的模型，能降低可再生能源系统的建设成本；使用光伏、风力能源为海水淡化过程供电，可以提高可再生能源的利用率，减少化石燃料的使用，进而降低温室气体的排放量，实现海水淡化技术可持续发展；同时可以解决偏远地区无法从电网获取可靠、低成本电能的问题。

实施例：

以我国某反渗透海水淡化厂为例，对其能源建设规模进行优化。表1中给出了该海水淡化厂的一些参数。

表1威海市某反渗透海水淡化厂的参数

从图1可以看出，电池荷电状态值每个时刻都在变化，在白天时，光伏发电与风力发电共同为海水淡化过程供电，多余的电能储存在电池组中，电池瞬时状态值上升，当夜晚或者阴天时，光伏发电不再出力，风力发电无法满足海水淡化过程的能源需求，电池组开始放电，电池荷电状态值下降。从整体看，电池荷电状态值大部分时间都在放电最低值之上，满足最大失电损失概率要求，建设的可再生能源系统能够保证反渗透海水淡化过程的能源供应。

从图2中可以看出，初始时刻对各设备的建设规模进行简单配置，得到可再生能源系统的总建设成本为293万元，经过不断调整光伏面板面积、风机涡轮机最大扫过面积和电池组数量，使得总建设成本不断减少，最终稳定于267万元。表2列出了优化分析得到的最佳建设方案，此建设方案在满足海水淡化过程所需功率的同时，使得总建设成本最少。

表2可再生能源设备安装规模