[發明專利]一種利用實時攝像實現極短期光伏功率預測的系統

在審

• 申請號: 201510425007.2
• 申請日: 2015-07-20
• 公開（公告）號: CN106709585A
• 公開（公告）日: 2017-05-24
• 發明（設計）人: 周錫衛
• 申請（專利權）人: 周錫衛
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明系統屬于新能源發電技術領域，具體涉及一種利用實時攝像實現極短期光伏功率預測的系統。

背景技術

近年來，大規模光伏電站接入電網，由于光伏電站發電功率因受諸多氣象因素，環境因素影響而呈現出固有的隨機性和波動性，大規模光伏發電接入電網會給系統的功率平衡和電網安全運行帶來挑戰。為了電網安全穩定和經濟運行目前通常采取限制光伏電力接入電網的規模以及在光伏電力波動大的時段采取限電措施，這樣不僅阻礙了光伏發展的規模而且浪費了大量資源。

如果能夠平抑光伏發電的波動，在每一個供電調度時段(如15分鐘)都能夠供應符合電網要求的比較平穩的電力，就可以不受限制或改善目前對光伏電站限制和棄電，提高光伏電站的投資效益以及增加發電的比例與規模，有利于光伏資源的充分利用，獲得更大的經濟效益和社會效益。然而要平抑光伏發電輸出功率的波動，就必須能夠實現極短期光伏功率的預測，為儲能系統充放電調節提供重要的決策支持。

由于地面輻照度作為光伏電站輸出功率的主要影響因素之一，它的不確定性直接導致輸出功率的隨機性和波動性。而云作為影響太陽地面輻照量的主要氣象要素，除了太陽每天有規律地變化之外，云的生消和移動變化是地面輻照度變化不確定性的根本原因之一。現有技術光伏功率預測方法主要根據歷史氣象要素數據和光伏電站輸出功率數據進行統計分析或機器學習進行預測，有基于人工神經網絡的預測模型和基于支持向量機的預測模型，也有通過氣象系統和氣象云圖數據，所涉及的衛星云圖的時間分辨率最小為30min，最小空間分 辨率為2.5km2，對于光伏電站區域的光伏功率預測仍然不能及時、準確、有效的支持，不能滿足極短時間的平抑光伏發電波動的要求并且成本比較大。

發明內容

為了改進現有的技術狀況，本發明提出一種利用實時攝像實現極短期光伏功率預測的系統，至少包括攝像頭、攝像儲存模塊、影像變化識別模塊、環境監測儀、計算機、影像處理程序模塊、光伏功率分析模塊、歷史及統計分析數據庫子系統、通信連接裝置、系統電源；其特征是：

由攝像頭、攝像儲存模塊、影像變化識別模塊連接，構成實時動態影像拍攝子系統A，由影像變化識別模塊判斷識別攝像頭的取景范圍內的影像變化并啟動拍攝有變化的影像及儲存于攝像儲存模塊之中并且攝像頭的取景范圍的投影覆蓋光伏發電系統的光伏板占地范圍；

由環境監測儀、計算機、影像處理程序模塊、光伏功率分析模塊、歷史及統計分析數據庫子系統相連接，構成影像處理及光伏功率預測子系統，計算機通過通信連接裝置讀取實時動態影像拍攝子系統A的動態影像數據，同時還連接環境監測儀實時同步讀取環境數據，經過影像處理程序模塊分析計算得到取景范圍內云圖影像的變化方向、速度以及灰度，再由光伏功率分析模塊同步分析云圖影像的變化方向、速度、灰度、光照度、溫度、濕度、氣壓、風向、風力及光伏板溫度，結合歷史及統計分析數據庫子系統的統計分析數據，得到做出比較準確的1-15分鐘極短期光伏預測發電功率；同時歷史及統計分析數據庫子系統實時跟蹤和記錄所做出的極短期時間段的光伏實際發電功率并與光伏預測發電功率進行分析比較，得到相應數據及誤差修正系數記入歷史及統計分析數據庫子系統供類似情形時參考。

本發明一種利用實時攝像實現極短期光伏功率預測的系統所述，其環境 監測儀的特征是：由光照度傳感器、溫度傳感器、濕度傳感器、氣壓傳感器、風向傳感器、風力傳感器及光伏板溫度傳感器、數據信號采集模塊、數據處理模塊、通信模塊、電源模塊組成，實時采集并同步傳輸傳感器的信號數據。

本發明的技術方案提供了一種利用常用攝像裝置和環境監測儀獲取光伏電站區域的云團數據和環境數據，并且通過計算機分析設定時間間隔的云影像變化及影像灰度以及結合歷史及統計分析數據和太陽軌跡點的數據，實現比較準確的分鐘級極短期光功率預測，簡單實用、便于推廣。

附圖說明

圖1是攝像頭及取景范圍示意圖。

圖2是動態變化云圖影像示意圖。

圖3是一種利用實時攝像實現極短期光伏功率預測的系統原理框圖。

圖4是環境監測儀構成原理框圖。

具體實施方式

作為實施例子，結合附圖對一種利用實時攝像實現極短期光伏功率預測的系統給予說明，但是，本發明的技術與方案不限于本實施例子給出的內容。

圖1給出了攝像頭及取景范圍示意圖，圖2給出了動態變化云圖影像示意圖。