北京市太阳能资源与分布式光伏发电项目的时空(4) - 太阳能学报杂志社投稿

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北京市太阳能资源与分布式光伏发电项目的时空(4)

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表1 标准差椭圆模型参数结果Table 1 Parameter results of standard deviation ellipse model注：旋转角度可反映出发展的偏离程度批次质心坐标长轴L 短轴T 椭圆率N 标准质心差M旋转角度θ/(° )λg tg 1 116.62 40.13 0.41 0.05 8.20 0.23 83.20 2 116.33 40.03 0.40 0.31 1.29 0.08 59.97 3 116.44 40.11 0.24 0.10 2.40 0.06 110.94 4 116.54 39.97 0.24 0.02 12.00 0.17 179.80 5 116.34 39.85 0.36 0.19 1.89 0.22 63.39 6 116.43 40.00 0.53 0.23 2.30 0.07 58.09 7 116.49 39.93 0.52 0.28 1.86 0.16 70.62 8 116.39 40.06 0.36 0.34 1.06 0.01 44.19 9 116.46 40.00 0.49 0.40 1.23 0.08 10.97 GHI值 116.40 40.06 0.60 0.39 1.54 0.00 61.16

从表1可以看出，由于第1～4批的分布式光伏发电项目的数量较少，此4个批次各项指标的变化均较大。第1批项目的质心落在顺义区，椭圆率和标准质心差分别为8.20、0.23，与资源发展趋势的偏离较大；第2批、第3批项目集聚质心均向西部平移，且相较于第1批项目，标准质心差有所降低，与资源发展趋势的适应性有所提高；第4批项目质心逐渐向东南部平移。第5～9批项目的发展逐渐成熟，质心基本稳定在丰台区和朝阳区这2个区域，椭圆率稳定在1.67左右，呈现发展区域逐渐扩大、边缘项目逐渐增多、标准质心差大体呈现逐渐降低的发展趋势，波动变化幅度远小于前4个批次，与资源发展趋势的适应性水平逐渐增高，发展态势较好，这说明北京市分布式光伏发电项目的发展以中部区域为落点，逐渐向四周扩张，在未来发展中应注意西南部和东北部区域的开发，增强资源与项目发展趋势的适应性。

4 太阳能资源与北京市分布式光伏发电项目的时空耦合适宜度评价

目前北京市分布式光伏发电项目的建设仍处于探索阶段，优化区域产业发展格局、合理布局分布式光伏发电项目是实现首都能源绿色发展的重要举措。本研究运用空间叠加分析和信息量法，以北京市各区域太阳能资源与分布式光伏发电项目的数据为基础，对太阳能资源与分布式光伏发电项目的时空耦合适宜度进行评估(将评价结果分为5个级别)，挖掘北京市开发分布式光伏发电项目的发展潜力。

4.1 时空耦合适宜度评价步骤

将分布式光伏发电项目与太阳能资源利用的时空耦合适宜度作为评价对象，评价过程主要分为确定数据来源、对指标进行量化分级、指标权重的赋值、时空耦合适宜度计算4 个步骤。

4.1.1 确定数据来源

数据主要来源于全球太阳能图集、国家气象科学中心、北京市2019年各区域太阳能资源与分布式光伏发电项目的统计年鉴等。根据独立性、相关性、可操作性和重要性原则，从自然、社会、行业和项目条件角度筛选出12个指标，量化、标准化、栅格化各因子，并将其与北京市地理数据进行栅格叠加，以具有空间数据与因子属性的网格数据作为基础分析单元。

4.1.2 对指标进行量化分级

结合北京市分布式光伏发电项目的实际发展情况和多次分级的实验结果的优劣，利用ArcGIS软件中的重分类工具和自然间断分隔方法，将每个指标分为5个级别，即非常适宜、较为适宜、中等适宜、较不适宜和不适宜。

对圈层特征指标与集聚特征指标进行归一化处理，具体为：

式中，Ah为GHI等值区域项目实际数量集；为GHI等值区域项目数量降序集；为GHI等值区域降序集；ah为Ah集中对应h区域的项目数量；为中排名第h区域的项目数量；为中排名第f区域的GHI值。

式中，ηh、δh分别为h区域对应的圈层特征评价值和集聚特征评价值；为h区域的最优项目数量；Mh、Nh分别为h区域对应的标准质心差与椭圆率。

式中，φh、Ωh分别为h区域归一化后的圈层特征与集聚特征的最终评价值；ηmax、ηmin分别为圈层特征的最大、最小评价值；δmax、δmin分别为集聚特征的最大、最小评价值。

4.1.3 指标权重的赋值

通过敏感性对不同类型区域的选择，即信息量方法进行指标权重的赋值计算，利用各单因子及其均值衡量得到权重。指标权重的计算公式为：

式中，σp为p区域在u=5个级别中的整体均方差；q为第q种评价因子；kq为第q种评价因子在不同级别中的整体均方差均值；Hq为归一化后的值，是最终评价因子的权重值，经由ArcGIS软件计算出各级指标权重值；e为影响分布式光伏发电项目开发利用的因子数，共有12个因子；Cpj为第p区域第j级别的单因素适宜度；Cpj为Cpj的平均值。

4.1.4 时空耦合适宜度计算

对不同因子与地理区域进行叠加与重分类，得到各因子地理区域等级分布情况，再运用栅格计算工具，构建适宜度计算函数，对不同的因子进行加权，最终可得到北京市太阳能资源和分布式光伏发电项目的时空耦合适宜度的分级结果。

文章来源：《太阳能学报》网址: http://www.tynxbzz.cn/qikandaodu/2021/0610/1184.html