[發明專利]基于聚類分析的光伏電站超短期出力預測方法

在審

• 申請號: 201911232972.2
• 申請日: 2019-12-04
• 公開（公告）號: CN110929953A
• 公開（公告）日: 2020-03-27
• 發明（設計）人: 張興友;于芃;王飛;王春義;張曉磊;杜鵬;盧志鵬;劉濤;魏大鈞;李偉鵬;閆崇峰;史潔;程新功
• 申請（專利權）人: 國網山東省電力公司電力科學研究院;國家電網有限公司;國網山東省電力公司;濟南大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06K9/62
• 代理公司: 濟南誠智商標專利事務所有限公司 37105
• 代理人: 李修杰

本發明公開了一種基于聚類分析的光伏電站超短期出力預測方法，包括以下步驟：采用模糊聚類方法對歷史氣象數據進行分類，并按照歷史氣象數據與光伏歷史發電功率數據的映射關系對光伏歷史發電功率進行分類；根據不同分類下的歷史氣象數據和光伏歷史發電功率數據建立相應的光伏發電功率預測模型；并進行光伏電站超短期出力預測。本發明針對不同天氣情況分別建模對提高預測精度提供了一種新的思路，在預測時考慮了發電電量、環境溫度、輻射強度、當地天氣和風速風向，根據不同天氣類型采用相應的預測模型來預測不同天氣類型的發電功率，該模型在計算速度、預測精度和模型復雜度上有明顯優越性。

技術領域

本發明涉及一種基于聚類分析的光伏電站超短期出力預測方法，屬于光伏發電技術領域。

背景技術

由于太陽能具有隨機性、波動性和不可控制性，當大規模光伏接入電網時，對電力系統安全性、穩定性、經濟性運行造成不利影響。光伏輸出功率預測對電網管理、調度、操作，系統優化、能源充分利用、電網安全穩定運行具有重要意義。

由于光伏并網的出力具有隨機性，光伏并網系統相對于大電網是一個不可控電源，其出力的不穩定性對大電網的安全穩定運行有影響。因此，大規模光伏發電的滲透接入必定給電網帶來一系列的影響，光伏發電是間歇性能源，受太陽輻射強度、環境溫度等影響，輸出功率具有不確定性，其并入電網后使得大電網的短期負荷預測準確性降低，光伏出力大幅度的變化也必然引起整個系統的電壓、頻率波動，電力系統存在頻率和電壓穩定問題，增加了傳統發電、控制和運行計劃的難度，不利于電網調度人員安排常規電源與其協調調度。

光伏出力預測是對大規模光伏并網技術的重要支撐，是保證電網安全穩定運行的有效方法之一，但是，目前光伏出力預測采用的單一預測模型不能適應多變的天氣情況，導致預測精度低。

發明內容

針對以上方法存在的不足，本發明提出了一種基于聚類分析的光伏電站超短期出力預測方法，其能夠提高了光伏電站超短期出力預測的精度。

本發明解決其技術問題采取的技術方案是：

本發明實施例提供的一種基于聚類分析的光伏電站超短期出力預測方法，包括以下步驟：

采用模糊聚類方法對歷史氣象數據進行分類，并按照歷史氣象數據與光伏歷史發電功率數據的映射關系對光伏歷史發電功率進行分類；

根據不同分類下的歷史氣象數據和光伏歷史發電功率數據建立相應的光伏發電功率預測模型；

進行光伏電站超短期出力預測。

作為本實施例一種可能的實現方式，所述光伏發電功率預測模型的輸入數據包括發電電量、環境溫度、輻照強度、當地天氣和風速風向，輸出數據為功率預測值。

作為本實施例一種可能的實現方式，所述天氣類型至少包括晴天、多云和陰雨天氣情況。

作為本實施例一種可能的實現方式，所述天氣類型還包括霧天天氣情況。

作為本實施例一種可能的實現方式，所述光伏發電功率預測模型采用徑向基神經網絡回歸法建立。

作為本實施例一種可能的實現方式，所述對光伏發電功率歷史數據進行分類之前還包括以下步驟：

基于模糊聚類建立樣本數據對類別的不確定描述。

作為本實施例一種可能的實現方式，所述基于模糊聚類建立樣本數據對類別的不確定描述的過程具體為：

設集合M有a個待分類樣本：

M＝{m₁,m₂,...,m_a} (1)

每個樣本有b個指標描述其特性，即