[發明專利]一種基于太陽輻射氣候特征識別的光伏功率預測方法

在審

• 申請號: 202010500562.8
• 申請日: 2020-06-04
• 公開（公告）號: CN111815021A
• 公開（公告）日: 2020-10-23
• 發明（設計）人: 李芬;周爾暢;林逸倫;毛玲;孫改平;楊興武;王育飛;趙晉斌
• 申請（專利權）人: 上海電力大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

1.一種基于太陽輻射氣候特征識別的光伏功率預測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)定義天氣類型指數SCF，并根據天氣類型指數SCF將不同時次對應的天氣狀態數據進行歸類劃分；

2)對每類天氣狀態數據分別選擇斜面輻射模型進行斜面入射總輻射的預測；

3)構建預測光伏陣列直流發電功率；

4)構建逆變器模型，并根據光伏陣列直流發電功率預測值計算得到光伏陣列交流發電功率，完成光伏功率的預測。

2.根據權利要求1所述的一種基于太陽輻射氣候特征識別的光伏功率預測方法，其特征在于，所述的步驟1)中，天氣狀態數據包括地理緯度、氣象、太陽輻射和光伏出力的歷史數據以及修正清晰度指數和水平面直射比，所述的光伏出力包括輸出直流功率和輸出交流功率。

3.根據權利要求1所述的一種基于太陽輻射氣候特征識別的光伏功率預測方法，其特征在于，所述的步驟1)中，在歸類劃分前，根據太陽高度角對天氣狀態數據進行篩選，當太陽高度角大于10度時，則進行歸類劃分，否則進行數據篩選直到太陽高度角大于10度后進行歸類劃分。

4.根據權利要求1所述的一種基于太陽輻射氣候特征識別的光伏功率預測方法，其特征在于，所述的步驟1)中，天氣類型指數SCF與修正清晰度指數k′_T、水平面直射比B_d和總云量C相關，其表達式為：

SCF＝ω₁B_d+ω₂k′_T+ω₃(1-C)

其中，ω₁、ω₂、ω₃為權重，并且總和為1。

5.根據權利要求4所述的一種基于太陽輻射氣候特征識別的光伏功率預測方法，其特征在于，所述的步驟1)中，天氣狀態數據進行歸類劃分的天氣類型共有4類，具體為：

1型：0≤SCF＜0.10，天氣條件最差，代表晴天小雨、陣雨、小雪、輕霧、霾、中雨及以上、和/或中雪及以上的天氣情況；

2型：0.10≤SCF＜0.25，天氣條件較差，代表多云、陰轉多云、多云轉陰的天氣情況；

3型：0.25≤SCF＜0.55，天氣條件次好，代表晴轉多云或多云轉晴的天氣情況；

4型：0.55≤SCF＜1，天氣條件最好，代表晴天的天氣情況。

6.根據權利要求5所述的一種基于太陽輻射氣候特征識別的光伏功率預測方法，其特征在于，所述的步驟3)中，斜面輻射模型包括Reindl模型和LiuJordan模型，當天氣類型為1型、2型時，則選擇Reindl模型計算光伏陣列斜面入射總輻射，當天氣類型為3型、4型時，則選擇LiuJordan模型計算光伏陣列斜面入射總輻射。

7.根據權利要求4所述的一種基于太陽輻射氣候特征識別的光伏功率預測方法，其特征在于，為降低太陽高度角對清晰度指數的影響，對清晰度指數進行修正，則修正清晰度指數k′_T的表達式為：

其中，k_T為清晰度指數，m為大氣質量，E_sc、γ、δ分別為太陽常數、日地距離變化引起大氣層上界的太陽輻射通量修正值和赤緯角，ω分別為緯度和時角，I為水平面總輻射，I₀為大氣層外水平面上太陽輻射量。