[發明專利]一種基于天氣分型的光伏功率預測方法

在審

• 申請號: 202011366059.4
• 申請日: 2020-11-29
• 公開（公告）號: CN113837426A
• 公開（公告）日: 2021-12-24
• 發明（設計）人: 李芬;周爾暢;孫改平;毛玲;薛花;楊興武;王育飛
• 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;G06K9/62;G06N20/00
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 孫永申

1.一種基于天氣分型的光伏功率預測方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟1：獲取當地歷史數據，包括輻射數據和氣象數據；

步驟2：針對歷史數據根據數據中的總云量進行分類，總云量低于或等于2成的分為天氣類型1，總云量大于2成的進一步進行分類；

步驟3：針對需要進一步分類的對應部分數據，利用數據中的日照百分率、直射比和修正大氣清晰度指數計算得到天氣類型指數SCF，并按照SCF的大小范圍進一步劃分為天氣類型2、天氣類型3和天氣類型4；

步驟4：針對4種天氣類型進行輸入因子診斷分析后選用不同的輸入因子；

步驟5：對輸入因子進行主成分分析降維后，分別用統計學模型進行訓練建模，繼而進行光伏出力預測。

2.根據權利要求1所述的一種基于天氣分型的光伏功率預測方法，其特征在于，所述步驟5中的統計學模型包括多元線性回歸模型、BP神經網絡模型、SVR支持向量回歸模型或深度學習模型。

3.根據權利要求1所述的一種基于天氣分型的光伏功率預測方法，其特征在于，所述步驟2中的天氣類型1為晴，所述步驟3中按照SCF的大小范圍進一步劃分為天氣類型2、天氣類型3和天氣類型4的過程具體包括：

當0.44＜SCF≤0.74時，對應的天氣類型2為多云轉晴或晴轉多云；

當0.18＜SCF≤0.44時，對應的天氣類型3為陰；

當0＜SCF≤0.18時，對應的天氣類型4為惡劣天氣，包括雨雪霧霾。

4.根據權利要求1所述的一種基于天氣分型的光伏功率預測方法，其特征在于，所述步驟3中的天氣類型指數SCF，其計算公式為：

SCF＝ω₁H_sun+ω₂k′_T+ω₃B_d

式中，SCF為天氣類型指數SCF，ω₁、ω₂和ω₃為權重系數，3個權重系數與輸出交流的相關系數成正比且總和為1，H_sun為日照百分率，k'_T為修正大氣清晰度指數，B_d為水平面直射比。

5.根據權利要求4所述的一種基于天氣分型的光伏功率預測方法，其特征在于，所述修正大氣清晰度指數，其計算公式為：

式中，k_T為修正前的大氣清晰度指數，m為大氣質量。

6.根據權利要求5所述的一種基于天氣分型的光伏功率預測方法，其特征在于，所述修正前的大氣清晰度指數，其計算公式為：

式中，I表示獲取的歷史數據中的太陽輻射量，γ為日地距離變化引起大氣層上界的太陽輻射通量的修正值，I_SC為太陽常數，取值為1367±7W/m²，δ為赤緯角，和ω分別為維度和時角。

7.根據權利要求6所述的一種基于天氣分型的光伏功率預測方法，其特征在于，所述赤緯角，其計算公式為：

式中，n為所求日期該天在一年中的日序數。

8.根據權利要求7所述的一種基于天氣分型的光伏功率預測方法，其特征在于，所述日地距離變化引起大氣層上界的太陽輻射通量的修正值，其計算公式為：

式中，n為所求日期該天在一年中的日序數。