[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?？剖⒅R產權代理有限公司 31225
• 代理人: 楊宏泰

本發明涉及一種基于太陽輻射氣候特征識別的光伏功率預測方法，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)構建光伏電池模型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。與現有技術相比，本發明具有應用場景靈活、分天氣類型識別、提高準確性、降低功率預測誤差等優點。

技術領域

本發明涉及光伏發電評估與預測領域，尤其是涉及一種基于太陽輻射氣候特征識別的光伏功率預測方法。

背景技術

根據國家能源局統計，2019年全國新增光伏發電裝機3011萬千瓦，其中集中式光伏新增裝機1791萬千瓦；分布式光伏新增裝機1220萬千瓦，同比增長41.3％。光伏發電累計裝機達到20430萬千瓦，同比增長17.3％，其中集中式光伏14167萬千瓦，同比增長14.5％；分布式光伏6263萬千瓦，同比增長24.2％。從新增裝機布局看，華北、西北、華東、華南地區2019年新增裝機容量較大，分別占全國的28.5％、21.6％、17.5％、15.7％。

近年，隨著并網光伏滲透率的提高，對輻射及光伏功率需求不斷增加，國內外學者開始加快對光伏發電預報方法的研究,國內外目前廣泛采用的光伏發電預報技術可分為如下幾類：

(1)基于太陽總輻射預報和光電效率轉換模型的原理預報法；

(2)根據光伏發電站歷史資料和預報因子資料以及光伏發電量資料，采用多元回歸、支持向量機等統計學算法進行分析建模，再將數值模型預報結果輸入的動力-統計預報法；

(3)基于太陽總輻射和光伏I/V曲線仿真模型的仿真預報法。

但是現有的光伏發電預報技術有以下缺點：

1、現有光伏功率預測技術很難適用于不同地點，任意傾角及方位角(朝向)。

2、現有光伏功率預測技術中，功率預測環節與輻射預測環節銜接效果不佳。

3、現有天氣類型劃分大多采用單一指標清晰度指數kt或修正清晰度指數kt’或總云量作為分類標準，忽略了其他要素對天氣類型的影響。

4、現有逆變器效率模型如簡單常數模型，在低直流功率輸入(對應低太陽輻射輸入)的情況下誤差較大。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種基于太陽輻射氣候特征識別的光伏功率預測方法。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種基于太陽輻射氣候特征識別的光伏功率預測方法，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)構建光伏電池模型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。

進一步地，所述的步驟1)中，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根據上述天文地理氣象因子計算出來的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。

進一步地，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。