[發明專利]一種短期光伏功率預測裝置及方法

在審

• 申請號: 202011479990.3
• 申請日: 2020-12-15
• 公開（公告）號: CN112669169A
• 公開（公告）日: 2021-04-16
• 發明（設計）人: 單錦寧;陳曉東;王順江;王琛淇;陳剛;呂巖;張爽;曹瀚文;馬艷娟
• 申請（專利權）人: 國網遼寧省電力有限公司阜新供電公司
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06Q10/04;G06N3/08
• 代理公司: 沈陽之華益專利事務所有限公司 21218
• 代理人: 鄒琳

一種短期光伏功率預測裝置及方法，屬于電力系統技術領域，實時氣象數據收集裝置、歷史數據庫模塊、功率預測模塊、數據傳輸模塊、人機接口、電站監測裝置，所述實時氣象數據接收裝置與歷史數據庫模塊和功率預測模塊相連接，所述電站監測裝置通過人機接口與數據傳輸模塊相連接；所述實時氣象數據收集裝置對采集到的實時氣象數據以及從氣象臺接受的氣象數據進行對比結合處理等，該方法具有較強的局部搜索能力，可以得到良好的全局尋優效果，預測結果較一般方法更加準確。

技術領域

本發明屬于電力系統技術領域，具體涉及一種短期光伏功率預測裝置及方法。

背景技術

隨著社會和經濟的不斷發展，能源體現在生活方方面面，人們對它需求不斷增大，能源問題制約著社會發展。在中國，能源主要依靠是傳統化石能源，但是化石能源以煤炭為例在使用過程當中會產生大量污染物，污染空氣造成溫室效應并引發全球變暖。傳統能源與可再生能源相比，可再生能源具有能源消耗、顆粒物排放以及產生的污染氣體均為零優點。我國積極鼓勵光伏發電系統大規模開發和利用，造成了光伏發電產業在近年來發展迅猛。

2009年之后，裝機容量在兆瓦級別的光伏電站占比例越來越大，結合天氣原因和新能源發電特點，光伏電站特點波動性較大，對電力系統安全性和穩定性存在一定影響。一方面，特別是最近幾年，多次出現并網的光伏電站從電力系統中脫離現象，造成能源巨大損失，威脅電力系統安全；另一方面，光伏電站輸出功率的不確定性對電力系統并網帶來巨大困難。為了保證電力系統安全可靠運行，因此對光伏電站輸出功率準確預測至關重要。

目前，通過上述多元線性回歸方法、人工神經網絡(ANN)方法、支持向量機(SVM)方法和灰色理論方法等方法建立預測模型可對光伏發電系統輸出功率進行預測，光伏發電功率預測可以提高太陽能光伏發電資源利用效率，但這些預測方法只是基于歷史同周期、同日類型基礎上得到的預測，歷史同周期是指同樣的歷史時間周期比如一個月，同日類型是指同樣的天氣情況比如晴天，這些預測方法的不足之處是，預測日只是歸于某種日類型，比如晴天，認為同歷史周期、同日類型的光伏電站的氣象變化和發電功率具有相似性，但對預測日的氣象各要素的實時變化信息處理不夠，局部搜索能力不強，預測精度不夠精確。

發明內容

基于上述技術問題，本發明提出一種基于MTMBA-BP的短期光伏功率預測裝置及方法，該方法具有較強的局部搜索能力，可以得到良好的全局尋優效果，預測結果較一般方法更加準確。

本發明采用如下技術方案：

一種短期光伏功率預測裝置，實時氣象數據收集裝置、歷史數據庫模塊、功率預測模塊、數據傳輸模塊、人機接口、電站監測裝置，所述實時氣象數據接收裝置與歷史數據庫模塊和功率預測模塊相連接，所述電站監測裝置通過人機接口與數據傳輸模塊相連接，同時對數據傳輸模塊、功率預測模塊以及歷史數據庫模塊進行實時監測以及數據管理；所述實時氣象數據收集裝置，對采集到的實時氣象數據以及從氣象臺接受的氣象數據進行對比結合處理，并對所收到的高維度的氣象數據進行降維篩選處理，得到預測氣象數據；所述歷史數據庫模塊中含有的數據包括光伏電站實時及歷史功率、溫度、光照強度，且各數據的分辨率為60分鐘，并且能夠接收電站監測裝置傳送來的光伏電站功率數據以及實時氣象收集裝置傳送來的實時氣象數據，并利用歷史數據與實時數據進行對比分析誤差；所述功率預測模塊包括權值閾值處理模塊以及神經網絡模塊，權值閾值處理模塊將數據的權值閾值利用種群位置以及速度公式蝙蝠化后，更新數據個體得到位置新解，新解通過神經網絡模塊對應為神經網絡結構，并利用神經網絡方法對權值閾值進行再次更新得到新解。

進一步地，所述電站監測裝置對功率預測模塊進行實時監測，將光伏電站的實時氣象數據以及預測數據送至歷史數據庫模塊，并通過人機接口對傳輸的數據進行實時監測管理，監測的數據包括溫度、光照強度、以及光伏電站實時功率，監測的數據分辨率為60分鐘。

一種短期光伏功率預測裝置的預測方法，所述權值閾值處理模塊采用基于混沌擾動改進TMBA方法，包括以下步驟：