[發(fā)明專利]一種光伏組件溫度預(yù)測方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510703552.3
• 申請日: 2015-10-26
• 公開（公告）號: CN105260800A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張雪松;趙波;李鵬;程序;周海;朱想
• 申請（專利權(quán)）人: 國網(wǎng)浙江省電力公司電力科學(xué)研究院;中國電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司;浙江省電力試驗研究院技術(shù)服務(wù)中心
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京集佳知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11227
• 代理人: 羅滿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光伏發(fā)配電技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種光伏組件溫度預(yù)測方法及裝置。

背景技術(shù)

光伏發(fā)電與水電、火電等常規(guī)電源相比，其間歇性、波動性、周期性的特點，給電網(wǎng)造成較大的影響。對光伏發(fā)電功率進行較為準(zhǔn)確的預(yù)測，將使電力調(diào)度部門能夠提前了解光伏電站出力變化并及時調(diào)整調(diào)度計劃，從而減少系統(tǒng)的備用容量、降低電力系統(tǒng)運行成本。這是減輕光伏發(fā)電對電網(wǎng)造成的不利影響、提高系統(tǒng)中光伏發(fā)電裝機比例、提高電力系統(tǒng)運行安全性與經(jīng)濟性的有效手段。

目前，國內(nèi)外均已積極開展光伏發(fā)電功率預(yù)測的研究，通過物理方法與統(tǒng)計方法進行光伏發(fā)電功率預(yù)測，并取得一定成果。但這些預(yù)測方法絕大多數(shù)都沒有考慮光伏組件在使用過程中的溫升因素，而是直接采用環(huán)境溫度作為光伏組件的工作溫度，大大影響了光伏發(fā)電功率預(yù)測的精度。像所有其它半導(dǎo)體器件一樣，太陽能電池對溫度非常敏感。溫度的升高會降低硅材料的禁帶寬度，因此影響了大多數(shù)的表征材料性能的參數(shù)，進而影響了組件的電性能參數(shù)，會導(dǎo)致組件的開路電壓降低，短路電流會略微增加，總體的結(jié)果是功率降低。研究表明，晶體硅太陽能電池組件的結(jié)溫超過25℃時，每升高1℃，功率將損失1％。由此可見，組件溫度是影響太陽能電池組件轉(zhuǎn)換效率的一個重要因素。

因此，為了提高光伏發(fā)電功率超短期預(yù)測的精度，亟需開展電池組件溫度超短期預(yù)測方法的研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種光伏組件溫度預(yù)測方法及裝置，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)中不能對光伏組件溫度進行準(zhǔn)確預(yù)測，從而影響光伏發(fā)電功率的預(yù)測精度的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種光伏組件溫度預(yù)測方法，包括：

獲取預(yù)設(shè)第一時間段內(nèi)光伏組件所在地的溫度影響參數(shù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述溫度影響參數(shù)為影響所述光伏組件的溫度的主要因素；

將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)作為RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入因子，將溫度作為所述RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出因子，建立光伏組件溫度預(yù)測模型；

獲取光伏組件所在地的溫度影響參數(shù)的實時數(shù)據(jù)；

將所述實時數(shù)據(jù)輸入至所述光伏組件溫度預(yù)測模型中，獲得所述光伏組件的預(yù)測溫度。

可選地，在所述獲取預(yù)設(shè)第一時間段內(nèi)光伏組件所在地的溫度影響參數(shù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)之前還包括：

記錄預(yù)設(shè)第二時間段內(nèi)所述光伏組件所在地的多種氣象要素的歷史數(shù)據(jù)以及每一記錄時間相對應(yīng)的所述光伏組件的溫度數(shù)據(jù)；

對所述歷史數(shù)據(jù)以及所述溫度數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，分析各所述氣象要素與組件溫度的相關(guān)性，確定所述溫度影響參數(shù)。

可選地，所述分析各所述氣象要素與組件溫度的相關(guān)性包括：

通過公式分析各所述氣象要素與組件溫度的相關(guān)性，其中，r為相關(guān)系數(shù)，x_i、y_i分別為變量x、y的第i個數(shù)據(jù)點；x、y分別為變量x、y的均值；n為數(shù)據(jù)點個數(shù)。

可選地，所述溫度影響參數(shù)包括：總輻射參數(shù)、氣溫參數(shù)、相對濕度參數(shù)、氣壓參數(shù)以及風(fēng)速參數(shù)。

可選地，所述將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)作為RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入因子，將所述溫度作為所述RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出因子，建立光伏組件溫度預(yù)測模型包括：

將t時刻總輻射R(t)、氣溫T(t)、相對濕度H(t)、氣壓P(t)、風(fēng)速W(t)作為所述RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入因子，t時刻組件溫度M(t)為輸出因子，建立RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測模型；

所述RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中隱含層有一層，包含N個神經(jīng)元，第j個隱單元的激勵函數(shù)選高斯函數(shù)，其輸出為

其中，X(t)為t時刻一組輸入訓(xùn)練樣本；G(t)為t時刻高斯函數(shù)的中心；σ為高斯函數(shù)方差；wi(t)(i＝0,1,…,N)為t時刻隱含層與輸出層的權(quán)值。

可選地，在獲得所述光伏組件的預(yù)測溫度之后還包括：

采用卡爾曼濾波，利用實測組件的溫度數(shù)據(jù)對所述預(yù)測溫度進行實時校正。

可選地，預(yù)測溫度的時效范圍為0-4小時，預(yù)測點時間分辨率為15分鐘。

本發(fā)明還提供了一種光伏組件溫度預(yù)測裝置，包括：

第一獲取模塊，用于獲取預(yù)設(shè)第一時間段內(nèi)光伏組件所在地的溫度影響參數(shù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，所述溫度影響參數(shù)為影響所述光伏組件的溫度的主要因素；

建立模塊，用于將所述監(jiān)測數(shù)據(jù)作為RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入因子，將所述溫度作為所述RBF神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出因子，建立光伏組件溫度預(yù)測模型；

第二獲取模塊，用于獲取光伏組件所在地的溫度影響參數(shù)的實時數(shù)據(jù)；