[發明專利]一種基于相關性的光伏出力預測方法

有效

• 申請號: 201910490826.3
• 申請日: 2019-06-06
• 公開（公告）號: CN110188964B
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 李志軍;王琨玥;張家安;李經緯;王華君
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06F30/20
• 代理公司: 天津翰林知識產權代理事務所(普通合伙) 12210
• 代理人: 付長杰

本發明為一種基于相關性的光伏出力預測方法，該方法包括以下步驟：獲取同地區參考光伏電站和目標光伏電站的光伏出力歷史數據；對所獲取的兩個電站的歷史數據分別做無遮歸一化處理，分別求取各自的無遮天j時刻出力及每天j時刻的無遮系數；求取歷史數據中各天的晴朗系數Z和突變系數C，歸一化處理后對樣本天進行聚類來分類天氣；對參考光伏電站和目標光伏電站的各自的屬于某類天氣的所有樣本無遮系數進行函數擬合，得到各類天氣下兩個電站的累計分布函數；用Copula函數對累計分布函數建立相關性；選擇對應天氣下的空間相關性模型，求出目標光伏電站的無遮系數，再求得目標光伏電站的功率預測結果。該方法成本低、所需數據量少、預測精度高。

技術領域

本發明涉及發電功率預測技術領域，尤其是涉及一種基于相關性的光伏出力預測方法。

背景技術

光伏發電作為目前主流的太陽能發電形式，其清潔、適用性廣的優點使得其在城市電網中發展迅速。然而光伏發電易受自然因素影響導致其具有難以抑制的波動性，這對電網的安全運行帶來沖擊。合理的調度計劃可以有效緩和光伏發電波動性對電網的沖擊，而這需要光伏發電提供精確的功率預測作為數據支撐。

目前，光伏功率預測技術已經趨近成熟，大部分集中式光伏電站都裝備了功率預測裝置。但由于成本的限制，部分光伏發電特別是分布式光伏發電并不具備功率預測裝置，這成為電網運行的隱患。

影響光伏發電的主要自然因素有輻照度、環境溫度、濕度等，輻照度又受到季節、天氣的影響。這些因素在同地區幾乎一致，這導致同地區的光伏出力之間具有極高的相關性。基于此，文獻《張柏林,拜潤卿,智勇,等.基于空間相關性的分布式光伏超短期預測技術研究[J].陜西電力,2017,45(5):22-26》用一次線性模型描述光伏出力空間相關性，以參考光伏電站的出力預測結果求得了目標光伏電站的出力預測。但其所用的一次線性模型不能精確的描述兩光伏電站的空間相關性，且并未分離光伏出力的確定性和不確定性分量。

發明內容

本發明的目的在于，提供一種可有效解決上述技術問題的基于相關性的光伏出力預測方法。該方法具備成本低廉、所需數據量少和預測精度高等優勢。

為達到本發明之目的，采用如下技術方案：

一種基于相關性的光伏發電功率預測方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟1、獲取同地區參考光伏電站和目標光伏電站的光伏出力歷史數據，同時獲得參考光伏電站的光伏出力預測結果；

步驟2、對所獲取的兩個電站的歷史數據分別做無遮歸一化處理，分別求取各自的無遮天j時刻出力及每天j時刻的無遮系數；

步驟3、求取歷史數據中各天的晴朗系數Z和突變系數C，晴朗系數Z為樣本日所有時刻無遮系數的總和，突變系數C為樣本日相鄰時刻點無遮系數差值絕對值的總和，對晴朗系數Z和突變系數C進行歸一化處理，對歸一化后樣本天進行聚類來分類天氣；

步驟4、對參考光伏電站和目標光伏電站的各自的屬于某類天氣的所有樣本無遮系數進行函數擬合，得到各類天氣下參考光伏電站和目標光伏電站的累計分布函數；

步驟5、對各類天氣下，用Copula函數對步驟4的累計分布函數建立相關性，即建立得到目標光伏電站的無遮系數和參考光伏電站的無遮系數之間的空間相關性模型；

步驟6、依據參考光伏電站的光伏出力預測結果，選擇對應天氣下的空間相關性模型，進而求出目標光伏電站的無遮系數，再由式(7)求得目標光伏電站的功率預測結果，

P^f_j＝u^f_j·w_j (7)

其中，為預測日j時刻的光伏出力，為由空間相關性模型計算出的目標光伏電站的光伏預測日j時刻無遮系數，w_j為目標光伏電站無遮天j時刻的出力。