[發(fā)明專利]一種變權(quán)重系數(shù)的并網(wǎng)光伏電站短期功率組合預(yù)測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710526959.2
• 申請(qǐng)日: 2017-06-30
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107169683A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李芬;宋啟軍;李春陽(yáng);劉迪;趙晉斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號(hào): G06Q10/06
• 分類號(hào): G06Q10/06;G06Q50/06
• 代理公司: 上海科盛知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司31225
• 代理人: 宣慧蘭

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源發(fā)電與電力系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種變權(quán)重系數(shù)的并網(wǎng)光伏電站短期功率組合預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，太陽(yáng)能開(kāi)發(fā)利用規(guī)模快速擴(kuò)大，技術(shù)進(jìn)步和產(chǎn)業(yè)升級(jí)加快，成本顯著降低，已成為全球能源轉(zhuǎn)型的重要領(lǐng)域。“十二五”時(shí)期，我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)體系不斷完善，技術(shù)進(jìn)步顯著，光伏制造和應(yīng)用規(guī)模均居世界前列。太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)研發(fā)及裝備制造取得較大進(jìn)展，已建成商業(yè)化試驗(yàn)電站，初步具備了規(guī)模化發(fā)展條件。截止到2014年底，光伏發(fā)電累計(jì)裝機(jī)容量2805萬(wàn)千瓦，提前完成“十二五”規(guī)劃目標(biāo)，表明我國(guó)光伏市場(chǎng)蘊(yùn)藏了巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

“十三五”將是太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵時(shí)期，基本任務(wù)是產(chǎn)業(yè)升級(jí)、降低成本、擴(kuò)大應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)不依賴國(guó)家補(bǔ)貼的市場(chǎng)化自我持續(xù)發(fā)展，成為實(shí)現(xiàn)2020年和2030年非化石能源分別占一次能源消費(fèi)比重15％和20％目標(biāo)的重要力量。截至2016年底，我國(guó)光伏發(fā)電新增裝機(jī)容量3454萬(wàn)千瓦，累計(jì)裝機(jī)容量7742萬(wàn)千瓦，新增和累計(jì)裝機(jī)容量均為全球第一。其中，光伏電站累計(jì)裝機(jī)容量6710萬(wàn)千瓦，分布式累計(jì)裝機(jī)容量1032萬(wàn)千瓦。全年發(fā)電量662億千瓦時(shí)，占我國(guó)全年總發(fā)電量的1％。由于光伏電站的出力易受氣象環(huán)境因素的影響，具有不確定性和不穩(wěn)定性等特點(diǎn)，隨著光伏并網(wǎng)滲透率的不斷提高，必將會(huì)對(duì)電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生一定影響，所以迫切需要對(duì)光伏電站在未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)的輸出功率進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測(cè)。而對(duì)于目前常見(jiàn)的單一預(yù)測(cè)模型來(lái)講，提高其預(yù)測(cè)精度的難度較大，且各單一預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確度和適用性有所不同，預(yù)測(cè)存在不確定性。概率是一種表達(dá)不確定性的方式，而組合預(yù)測(cè)(或集合預(yù)報(bào))則是獲得概率預(yù)報(bào)的一個(gè)有效途徑。

目前對(duì)于分析影響光伏出力的氣象因素的研究上，由于影響光伏電站出力的氣象因素復(fù)雜多變，實(shí)際的天氣變化情況也復(fù)雜得多，且難以對(duì)與光伏出力相關(guān)的氣象因素進(jìn)行全面分析，目前常見(jiàn)的光伏預(yù)測(cè)模型大多是以考慮少量的氣象因素，如以太陽(yáng)輻照度和氣溫等為輸入變量，而很少考慮引入大氣清晰度指數(shù)、日照時(shí)數(shù)、溫差等相關(guān)環(huán)境影響因素。即使在建模時(shí)將上述氣象因素全部考慮在內(nèi)，同樣會(huì)增加預(yù)測(cè)模型的復(fù)雜性，況且各氣象因素之間也是存在多重共線性關(guān)系，不利于預(yù)測(cè)模型的建立，所以在建立預(yù)測(cè)模型時(shí)所選取的氣象環(huán)境要素及如何降低氣象因素間的多重共線性關(guān)系對(duì)于模型預(yù)測(cè)精度的提高顯得尤其重要。

在建立模型時(shí)除了上述所考慮的氣象因素條件以外，模型算法的選取對(duì)于預(yù)測(cè)精度來(lái)說(shuō)同樣重要，已往對(duì)于光伏電站功率預(yù)測(cè)多是以單一預(yù)測(cè)模型為主，而對(duì)于單一預(yù)測(cè)模型，提高其預(yù)測(cè)精度的難度較大，且各單一預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確度和適用性有所不同，預(yù)測(cè)存在不確定性。

目前常見(jiàn)的組合預(yù)測(cè)一般是對(duì)多種單一預(yù)測(cè)模型所得到的預(yù)測(cè)結(jié)果進(jìn)行的一種組合，但是不同的單一模型的預(yù)測(cè)結(jié)果肯定是各不相同的，這就需要對(duì)各單一預(yù)測(cè)模型的輸出結(jié)果確定一個(gè)權(quán)值，等權(quán)重的預(yù)測(cè)模型由于單一預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)結(jié)果的權(quán)重相同，這就會(huì)由于某個(gè)單一預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果出現(xiàn)較大偏差，影響組合預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果，選取適當(dāng)權(quán)重的主要目的在于消除單一預(yù)測(cè)方法可能存在的較大偏差，提高預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。

鑒于以上原因，傳統(tǒng)的光伏功率預(yù)測(cè)方法難以滿足光伏電站和電力系統(tǒng)實(shí)用、簡(jiǎn)單以及預(yù)測(cè)能力的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種更準(zhǔn)確的變權(quán)重系數(shù)的并網(wǎng)光伏電站短期功率組合預(yù)測(cè)方法。

本發(fā)明的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn)：

一種變權(quán)重系數(shù)的并網(wǎng)光伏電站短期功率組合預(yù)測(cè)方法，該方法的步驟包括：

S1、利用包含離預(yù)測(cè)時(shí)段最近的歷史數(shù)據(jù)建立多種單一預(yù)測(cè)模型，求出各個(gè)單一預(yù)測(cè)模型對(duì)預(yù)測(cè)樣本點(diǎn)的擬合值；

S2、通過(guò)灰色關(guān)聯(lián)分析法計(jì)算各個(gè)單一預(yù)測(cè)模型在每個(gè)預(yù)測(cè)樣本點(diǎn)的權(quán)重系數(shù)；

S3、利用步驟S1和步驟S2分別得到的各個(gè)單一預(yù)測(cè)模型對(duì)每個(gè)預(yù)測(cè)樣本點(diǎn)的擬合值和對(duì)應(yīng)的權(quán)重系數(shù)訓(xùn)練擬合得到BPNN網(wǎng)絡(luò)模型；

S4、通過(guò)預(yù)測(cè)時(shí)段最新氣象要素預(yù)測(cè)值得到各個(gè)單一預(yù)測(cè)模型的單一功率預(yù)測(cè)值，然后利用步驟S3得到的BPNN網(wǎng)絡(luò)模型計(jì)算出各個(gè)單一預(yù)測(cè)模型在預(yù)測(cè)時(shí)段的時(shí)變權(quán)重系數(shù)，利用得到的單一功率預(yù)測(cè)值和時(shí)變權(quán)重系數(shù)計(jì)算出預(yù)測(cè)時(shí)段的功率預(yù)測(cè)值；

S5、循環(huán)步驟S1～S4，不斷更新預(yù)測(cè)時(shí)段的功率預(yù)測(cè)值。

所述步驟S1具體包括：

S11、獲取光伏電站離預(yù)測(cè)時(shí)段最近的歷史氣象要素?cái)?shù)據(jù)和歷史光伏輸出功率數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)，所述樣本數(shù)據(jù)包括訓(xùn)練樣本和預(yù)測(cè)樣本；