中国高速公路路域内的光伏发电潜力评估

为推进高速公路路域内光伏的应用,以Python程序语言中OpenCV库为工具,提取高速路线图中的路线图像并投影至光辐射量分布图,分析在各辐射区域内的高速公路路线长度及其比例;计算了高速公路各类基础设施的占地面积,并采用JNMM60光伏组件参数计算了高速公路路域内的光伏发电潜力;将高速公路运营期及智慧高速路侧设备的电力需求与光伏发电潜力进行对比,并对光伏建设投资成本进行测算。分析结果表明:高速公路路域内的年平均辐射为1523.865 kW·h·m^(-2),每平米光伏用地年发电量为63.27 kW·h,全国高速公路总体占地面积在2020年底和2025年底分别可达到约4.9×10^(5)、6.4×10^(5)hm^(2),光伏发电潜力巨大;分别仅需在75%的高速服务管理区域及10%的路侧区域内安装光伏设备即可满足高速公路运营期内及智慧高速路侧设备的全部电力需求,且仅需4~6年即可回收建设成本;在高速公路路域内大规模铺设光伏设备仍面临初始建设投资成本巨大、光伏产能技术不足、配套设施需求巨大、光伏设施与道路交通环境相互影响不明、供需空间匹配性较差及大规模光伏规划设计管理系统方法欠缺等困难。

不同运行模式下的交通自洽能源系统架构配置优化

为推进交通空间内的可再生能源利用,针对复杂多变的交通环境及工程建设运营条件,提出了4种运行模式及对应的交通自洽能源系统架构,并建立每种运行模式下的系统架构配置优化模型,使用改进非支配排序遗传算法对配置优化模型进行求解;结合案例对不同运行模式下的系统架构配置方案的影响因素进行分析,给出了不同运行模式下的系统架构配置方案性能特征及适应交通环境。研究结果表明:运行模式A的经济性和环保性最好,建设条件容易达到,但系统可靠性最差,无附加约束情况下模拟运行结果显示缺电概率为6.7%,低重要性负荷断电概率为23.23%;运行模式D的系统可靠性最佳,但对并网条件要求高,并网联络功率可达483.53 kW;模式B和C的特征较为均衡,可应用交通环境最多;不同优化目标的优化方向存在冲突,技术或环保性能指标每提高1%,经济投入都将增加数百万元;弃电率主要影响输出功率具有强烈波动的电源及储能的配置容量,本文案例中利用水电时弃电率超过40%;不同约束指标与优化目标之间联动影响,且根据不同约束要求的严格程度差异,存在约束遮盖现象。