[發(fā)明專利]一種基于條件隨機場模型預(yù)測短期光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的系統(tǒng)模型

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• 申請日: 2020-07-17
• 公開（公告）號: CN111652449A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 胡炳謙;周浩;顧一峰;韓俊
• 申請（專利權(quán)）人: 上海積成能源科技有限公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06;H02J3/00;H02J3/38
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對于特定地區(qū)在一段時間內(nèi)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量的預(yù)測卻受制于光伏發(fā)電間歇性和依賴天氣情況的特性而難以準確預(yù)測。本發(fā)明提出一種根據(jù)歷史光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量數(shù)據(jù)情況，利用條件隨機場模型來識別光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量數(shù)據(jù)的規(guī)律以及特點，進而預(yù)測光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的系統(tǒng)模型。通過條件隨機場模型建立狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣和觀測值概率矩陣，通過向前算法計算出模型中的參數(shù)，通過預(yù)測第二天的光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量平均值達到預(yù)測光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量趨勢的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及新能源光伏發(fā)電預(yù)測領(lǐng)域，具體涉及一種基于條件隨機場模型預(yù)測短期光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的系統(tǒng)模型。

背景技術(shù)

能源需求的持續(xù)增長，傳統(tǒng)化石能源長期以來走高的燃料成本以及日益受到大眾重視的環(huán)保意識推動了最近十年來可再生能源的發(fā)展。多種因素包括技術(shù)創(chuàng)新，改善成本效益和政府激勵措施驅(qū)動了光伏系統(tǒng)每年保持一定的業(yè)績增長。然而，仍然有一些制約因素阻礙了大規(guī)模將光伏發(fā)電整合到整體的電力應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中去，特別是太陽能的多變性及其不可預(yù)測性無法在與現(xiàn)有電網(wǎng)進行并網(wǎng)操作時保持協(xié)同的可靠和穩(wěn)定。因此，對于光伏發(fā)電量的預(yù)測對于相關(guān)公用事業(yè)單位及電力公司合理有效的開發(fā)利用太陽能并將其和現(xiàn)有電網(wǎng)系統(tǒng)融合有著重要的影響。準確，高效的對于光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測對于確保整體電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，可靠性和保持電力系統(tǒng)成本效益起著至關(guān)重要的作用。

目前，有多種方法用于預(yù)測光伏系統(tǒng)的發(fā)電量，包括物理方法及統(tǒng)計計算方法。物理方法將光伏系統(tǒng)發(fā)電量作為一些隨其物理性質(zhì)的獨立變量而變化的函數(shù)，例如光伏電池特性，太陽輻照度和電池溫度，許多物理模型源自常規(guī)的太陽能電池等效物旨在實現(xiàn)盡可能接近的本地太陽能的電路輻射。而統(tǒng)計預(yù)測方法則依賴于用于預(yù)測的歷史數(shù)據(jù)進行回歸分析，時間序列分析和人工智能分析歷史數(shù)據(jù)來預(yù)測預(yù)測光伏系統(tǒng)的功率，包括自回歸模型，支持向量機（SVM）等方法。 本發(fā)明是一種基于統(tǒng)計模型，利用條件隨機場模型預(yù)測未來短期內(nèi)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量數(shù)據(jù)的系統(tǒng)模型方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提出了一種基于條件隨機場模型預(yù)測光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量的系統(tǒng)模型。整個過程包括了數(shù)據(jù)收集模塊, 剔除極端值模塊, 預(yù)測分析模塊以及報告模塊，如圖1所示。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例中光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量預(yù)測系統(tǒng)模塊流程圖。

具體實施方式

為使得本發(fā)明的內(nèi)容、目的、特征及優(yōu)點能夠更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，下面所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而非全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本發(fā)明保護說明書的范圍。整個系統(tǒng)運行的具體步驟如下。

步驟1.通過測量或取得歷史光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量數(shù)據(jù)。

步驟2.根據(jù)步驟1中所取得的光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量數(shù)據(jù)，首先對歷史光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量數(shù)據(jù)進行異常分析，剔除掉極端值：

1） 數(shù)據(jù)值為小時歷史光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量數(shù)據(jù):

2） 假設(shè)歷史光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量數(shù)據(jù)服從高斯分布:

3） 求出相應(yīng)參數(shù):

4） 如果, 則認為該值為極端值。

步驟3.根據(jù)步驟2的結(jié)果,去訓(xùn)練條件隨機場模型。條件隨機場模型表示如下: 設(shè)Q是所有可能狀態(tài)的集合，V是所有可能的觀測集合: