[發明專利]一種分布式光伏短期出力預測的方法

有效

• 申請號: 202010414675.6
• 申請日: 2020-05-15
• 公開（公告）號: CN111598337B
• 公開（公告）日: 2022-12-13
• 發明（設計）人: 段子荷;付文杰;申洪濤;王曉甜;吳一敵;陶鵬
• 申請（專利權）人: 國網河北省電力有限公司電力科學研究院;國網河北省電力有限公司營銷服務中心;國網河北能源技術服務有限公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;G06K9/62;G06F17/14
• 代理公司: 石家莊新世紀專利商標事務所有限公司 13100
• 代理人: 李洪信;董金國

本發明涉及一種分布式光伏短期出力預測的方法，其包括采集光伏配變數據、地理信息及天氣情況數據，進行數據預處理，構建預測日的臨近日和相似日特征的步驟，對歷史發電數據進行小波變換算法分解得到主體序列和細節序列的步驟，依據發電數據和天氣數據，將天氣分為晴、陰、雨三類的步驟，結合天氣數據、臨近日、相似日和小波分解結果作為輸入特征，在不同天氣類別內分別利用隨機森林回歸算法建模得到晴、陰、雨三種預測模型的步驟，判斷未來一日天氣數據所屬天氣類別，輸入對應天氣類別的算法模型得到發電數據主體序列和細節序列預測數據步驟；本發明方法提高了分布式發電友好并網水平，有效降低棄光率，促進清潔能源消納，保障電網安全穩定運行，具有極強的可推廣性。

技術領域

本發明涉及一種分布式光伏短期出力預測的方法。

背景技術

太陽能發電的諸多優勢，讓建設分布式光伏發電系統成為一種趨勢，光伏設備大范圍覆蓋。由于光伏出力情況受環境影響較大，且原有發電數據采集方式頻度低，其監控水平與出力能力受計量裝置與通信信道限制，長期處于弱管理狀態，難以實現出力情況的準確預測，專業部門缺少光伏并網調度、市場交易依據以及棄光量不斷增加等問題，給新能源消納以及電力系統的穩定運行帶來阻力。因此對分布式光伏發電系統健康度評估和短期出力預測具有重大的理論和現實意義。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種提高分布式發電友好并網水平，有效降低棄光率，促進清潔能源消納，保障電網安全穩定運行的分布式光伏短期出力預測的方法。

本發明采用如下技術方案：

本發明采用如下步驟：

步驟一、采集光伏配變數據、地理信息及天氣情況數據，進行數據預處理，構建預測日的臨近日特征和相似日特征；

步驟二、對歷史發電數據進行小波變換算法分解得到主體序列和細節序列；

步驟三、依據發電數據和天氣數據，將天氣分為晴、陰、雨三類；

步驟四、結合天氣數據、臨近日、相似日和小波分解結果作為輸入特征，在不同天氣類別內分別利用隨機森林回歸算法建模得到晴、陰、雨三種預測模型；

步驟五、判斷未來一日天氣數據所屬天氣類別，輸入對應天氣類別的算法模型得到發電數據主體序列和細節序列預測數據；

步驟六、對預測數據進行小波重構，得出分布式光伏未來一天96個時間點的發電功率數據。

本發明所述光伏配變數據包括光伏配變檔案數據和光伏配變出力數據。

本發明數據預處理包括基于箱線圖法的異常值處理、線性回歸缺失值處理以及最優建模數據自動篩選。

本發明臨近日為待測日前N天，臨近日特征為提取待測日前N天發電數據均值；

相似日為與預測日天氣類型相似，相似日特征為改進KNN算法提取與待測日天氣狀況最相似的前M日數據均值；

相似日與預測日的距離計算公式如下：

其中，x為權重調整系數，依實際數據而定，a、b分別為相似日與預測日的天氣因素序列；

所述天氣因素序列包括最高溫度、最低溫度、濕度和降水量。

本發明步驟二中利用小波變換算法分解光伏歷史發電功率數據，分解得到主體序列和細節序列，主體序列和細節序列的計算公式如下：

其中，f(k)是初始數據信號；