[發明專利]一種基于全天空云圖的光伏電站輻射預測方法

有效

• 申請號: 201510812329.2
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN106779130B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發明（設計）人: 朱想;周海;崔方;丁杰;王知嘉;程序;譚志萍;于炳霞;丁煌;陳志寶;周強;陳衛東;居蓉蓉;彭佩佩;何潔瓊
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院;國家電網公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供一種基于全天空云圖的光伏電站輻射預測方法，根據光伏電站的晴空的歷史輻射數據，建立晴空輻射模型；利用全天空云圖，得到其在未來時間段內的不同厚度云團運動向量和云狀變化趨勢；獲取云團中太陽強度；建立超短期輻射預測模型，對光伏電站未來時間段內的輻射進行預測。本發明提出的方法準確且有效，在保證基礎天氣類型的預測數據輸出的基礎上，能夠準確預測出未來時段的輻射；實現了精確的預測出未來一定時間內云團移動情況，以及由于各種云團遮擋太陽輻射所造成的輻射衰減情況，進而能夠精確的對光伏電站未來時段的輻射進行預測，為電力調度提供準確且有效的決策支持，進而降低電力系統運行成本，獲得更大的經濟效益和社會效益。

技術領域

本發明涉及光伏功率預測技術領域，具體涉及一種基于全天空云圖的光伏電站輻射預測方法。

背景技術

由于光伏發電輸出功率具有隨機性和波動性，近些年大規模光伏電站的接入電網已經對電網安全穩定和經濟運行造成影響。對光伏電站的輸出功率進行準確預測，能為電力調度提供重要的決策支持，有助于電力調度部門能夠提前根據光伏發電功率變化及時調整調度計劃，保證電能質量，減少系統的備用容量，降低電力系統運行成本，使得光伏資源得到充分的利用，從而獲得更大的經濟效益和社會效益。

但是，光伏發電系統的輸出功率很大程度上決定于光伏面板所能接收到的太陽輻射量，容易受到天氣因素的影響。而云作為影響太陽地面輻照量的主要氣象要素，其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，當云遮擋光伏電站時，會對光伏電站的太陽輻射造成衰減，從而造成其輸出功率不穩定且難以預測。如何能夠準確評估云遮擋與光伏電站的輻射衰減的關系，精確預測云團的運動趨勢，對光伏電站區域內的輻射精確預測有很重要的意義。雖然目前有一些光伏功率預測方面的文獻提出一些云遮擋輻射衰減方法，但是都只是對云和輻射關系進行粗略分類，其實際應用效果都不是很好，而且不具有普適性。

發明內容

有鑒于此，本發明提供的一種基于全天空云圖的光伏電站輻射預測方法，該方法準確且有效，在保證基礎天氣類型的預測數據輸出的基礎上，能夠準確預測出未來一個時段的輻射；實現了精確的預測出未來一定時間內云團移動情況，以及由于各種云團遮擋太陽輻射所造成的輻射衰減情況，進而能夠精確的對光伏電站未來一個時段的輻射進行預測，為電力調度提供準確且有效的決策支持，進而降低電力系統運行成本，獲得更大的經濟效益和社會效益。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

一種基于全天空云圖的光伏電站輻射預測方法，所述方法包括如下步驟：

步驟1.根據所述光伏電站的晴空的歷史輻射數據，建立晴空輻射模型；

步驟2.利用全天空云圖，得到其在未來1個時間段內的不同厚度云團運動向量和云狀變化趨勢；

步驟3.獲取所述云團中太陽強度；

步驟4.建立超短期輻射預測模型，對光伏電站未來1個時間段內的輻射進行預測。

優選的，所述步驟1包括：

1-1.基于歷史輻射數據及太陽常數I_sc修正不同時間到達大氣層上界的太陽輻射強度I₀，建立晴空輻射模型：

式(1)中，N為積日、即當前日在一年中的序號；I_sc≈1367W/m²；

1-2.計算得到太陽赤緯角δ：

1-3.計算得到太陽時角τ；

1-4.根據實時輻射數據校正晴空輻射模型，得到大氣層外切面接收到的太陽輻射I：