住宅屋顶光伏容量优化配置方法、装置和电子设备

本发明涉及光伏，尤其涉及一种住宅屋顶光伏容量优化配置方法、装置和电子设备。

背景技术：

1、相关技术中，住宅屋顶光伏容量优化配置方法仍然面临多个技术难题，包括如何在精准刻画太阳辐照度、温度及住宅电力需求季节性特征的同时降低数据维度，提高计算效率、如何模拟住宅内电动汽车充电、车辆对家庭供电(vehicle-to-home，v2h)以及其他负载需求响应行为并纳入住宅屋顶光伏容量优化配置模型；如何高效精确求解住宅屋顶光伏容量优化配置模型等。

技术实现思路

1、本发明提供一种住宅屋顶光伏容量优化配置方法、装置和电子设备，用以为住宅用户提供更准确高效的屋顶光伏容量配置方案，提高光伏自给和就地消纳能力，避免光伏削减和大规模上网，并降低住宅用户用电成本。

2、本发明提供一种住宅屋顶光伏容量优化配置方法，包括：

3、获取目标区域的历史太阳辐照度、历史温度和历史目标需求数据和光伏容量优化影响因素，其中，所述历史目标需求数据包括所述目标区域内需要安装光伏的住宅的除电动汽车外的历史电力需求数据；

4、基于所述目标区域的历史太阳辐照度、历史温度和历史目标需求数据和所述光伏容量优化影响因素，以所述目标区域内住宅用户的年总用电成本最低为目标，构建目标函数获取所述光伏安装容量的最优解；

5、基于所述目标函数的最优解，配置住宅屋顶光伏容量。

6、根据本发明提供的一种住宅屋顶光伏容量优化配置方法，在所述获取目标区域的历史太阳辐照度、历史温度和历史目标需求数据和光伏容量优化影响因素后，所述方法还包括：

7、按照季节划分所述目标区域的历史太阳辐照度、历史温度和历史目标需求数据；

8、分别对各个季节的所述目标区域的历史太阳辐照度、历史温度和历史目标需求数据进行聚类，得到所述目标区域的各个季节不同类别的历史太阳辐照度的聚类中心点、各个季节不同类别的历史温度的聚类中心点和各个季节不同类别的历史目标需求数据的聚类中心点；

9、基于所述目标区域的各个季节每一类别的历史太阳辐照度包含的天数、各个季节每一类别的历史温度包含的天数和各个季节每一类别的历史目标需求数据包含的天数，对所述目标区域的所述各个季节不同类别的历史太阳辐照度的聚类中心点、各个季节不同类别的历史温度的聚类中心点和各个季节不同类别的历史目标需求数据的聚类中心点进行加权平均，获得所述目标区域的各个季节典型日每小时的太阳辐照度、各个季节典型日每小时的温度和各个季节典型日每小时的历史目标需求数据。

10、根据本发明提供的一种住宅屋顶光伏容量优化配置方法，所述光伏容量优化影响因素包括：

11、光伏技术参数、光伏经济参数、所述目标区域中需要安装光伏的住宅中灵活性负载的运行参数和所述目标区域的电力价格。

12、根据本发明提供的一种住宅屋顶光伏容量优化配置方法，所述基于所述目标区域的历史太阳辐照度、历史温度和历史目标需求数据和所述光伏容量优化影响因素，构建目标函数和至少一个求解所述目标函数的约束条件，包括：

13、基于所述光伏技术参数、光伏经济参数、所述目标区域中需要安装光伏的住宅中灵活性负载的运行参数和所述目标区域的电力价格，建立所述目标函数；

14、基于所述目标区域的各个季节典型日每小时的太阳辐照度、各个季节典型日每小时的温度和各个季节典型日每小时的历史目标需求数据、光伏技术参数、光伏经济参数、所述目标区域中需要安装光伏的住宅中灵活性负载的运行参数和所述目标区域的电力价格中的一项或多项，构建求解所述目标函数的约束条件，所述约束条件包括以下一项或多项：住宅屋顶光伏输出约束条件、住宅屋顶光伏上网约束条件、住宅除电动汽车外的负荷进行需求响应的约束条件、电动汽车充电与电动车向住宅供电v2h约束条件、功率平衡约束条件、住宅可安装面积约束条件。

15、根据本发明提供的一种住宅屋顶光伏容量优化配置方法，在所述获取所述光伏安装容量的最优解之前，所述方法还包括：

16、初始化第一参数，所述第一参数至少包括粒子数量、惯性权重和加速常数；

17、随机初始化每个粒子的位置与速度；

18、重复执行第一过程，直至达到预设的最大迭代次数；

19、基于最后一次迭代的所有粒子的位置，确定所述所有粒子的最优位置；

20、其中，所述第一过程包括：

21、基于所述目标函数，计算每个粒子的目标函数值；

22、基于每个粒子的位置、粒子的数量、所述求解所述目标函数的约束条件的个数，计算每个粒子的约束惩罚项函数值；

23、基于所述每个粒子的目标函数值和所述每个粒子的约束惩罚项函数值，计算每个粒子的适应度函数值；

24、确定最优粒子位置，确定规则为：若存在约束惩罚项函数值为0的粒子，则从所述约束惩罚项函数值为0的粒子中选择适应度函数值最小的粒子的位置作为最优粒子位置，若所有粒子的惩罚项函数值都大于0，则从所有粒子中选择适应度函数值最小的粒子的位置为最优粒子位置；

25、采用自适应权重策略更新所述惯性权重；

26、基于所述最优粒子位置、更新后的惯性权重和所述加速常数，更新每个粒子的位置和速度。

27、根据本发明提供的一种住宅屋顶光伏容量优化配置方法，所述以所述目标区域内住宅用户的年总用电成本最低为目标，获取所述光伏安装容量的最优解，包括：

28、基于所述所有粒子的最优位置，确定所述目标函数中多个变量的最优值；

29、基于所述目标函数中多个变量的最优值，确定所述目标区域内住宅用户的年总用电成本最低时对应的光伏安装容量，作为所述光伏安装容量的最优解。

30、本发明还提供一种住宅屋顶光伏容量优化配置装置，包括：

31、获取模块，用于获取目标区域的历史太阳辐照度、历史温度和历史目标需求数据和光伏容量优化影响因素，其中，所述历史目标需求数据包括所述目标区域内需要安装光伏的住宅的除电动汽车外的历史电力需求数据；

32、构建模块，用于基于所述目标区域的历史太阳辐照度、历史温度和历史目标需求数据和所述光伏容量优化影响因素，以所述目标区域内住宅用户的年总用电成本最低为目标，构建目标函数，获取所述目标函数的最优解；

33、配置模块，用于基于所述目标函数的最优解，配置住宅屋顶光伏容量。

34、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述住宅屋顶光伏容量优化配置方法。

35、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述住宅屋顶光伏容量优化配置方法。

36、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述住宅屋顶光伏容量优化配置方法。

37、本发明提供的住宅屋顶光伏容量优化配置方法、装置和电子设备，通过基于历史太阳辐照度、温度及住宅电力需求的精准刻画，同时考虑住宅内电动汽车充电、v2h以及其他负荷的需求响应行为，构建出用于实现住宅屋顶光伏容量优化配置的目标函数和约束条件，通过以目标区域内住宅用户的年总用电成本最低为目标求解目标函数，可以获得最优光伏安装容量，为住宅提供了更准确高效的住宅屋顶光伏容量配置方案，提高了光伏自给与自耗率，并降低了住宅用电成本。