[發(fā)明專利]基于數(shù)據(jù)挖掘的光伏電池參數(shù)及發(fā)電量預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110088612.0
• 申請(qǐng)日: 2021-01-22
• 公開（公告）號(hào): CN112818592A
• 公開（公告）日: 2021-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳艷娟;王云亮;韓小明;劉爽
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/27
• 分類號(hào): G06F30/27;G06N20/10;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 天津才智專利商標(biāo)代理有限公司 12108
• 代理人: 龐學(xué)欣

本發(fā)明提供了一種基于數(shù)據(jù)挖掘的光伏電池參數(shù)及發(fā)電量預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，涉及光伏發(fā)電的技術(shù)領(lǐng)域，包括：獲取光伏參數(shù)，光伏參數(shù)包括光伏電池實(shí)際運(yùn)行物理量、運(yùn)行環(huán)境參數(shù)以及光伏電池運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)；發(fā)送數(shù)據(jù)信息處理指令以使光伏參數(shù)建立存取數(shù)據(jù)庫(kù)；發(fā)送信息預(yù)處理指令以對(duì)存取數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行預(yù)處理以獲取光伏數(shù)據(jù)樣本庫(kù)；構(gòu)建光伏發(fā)電模型，利用光伏數(shù)據(jù)樣本庫(kù)對(duì)光伏電池參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，并對(duì)通過(guò)發(fā)電量預(yù)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行電量預(yù)測(cè)。通過(guò)本發(fā)明提供的方法及系統(tǒng)可以對(duì)光伏發(fā)電量進(jìn)行精準(zhǔn)計(jì)算與預(yù)測(cè)，同時(shí)對(duì)推進(jìn)光伏發(fā)電預(yù)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際工程應(yīng)用，加速光伏入網(wǎng)進(jìn)程、節(jié)省能源，提高太陽(yáng)能利用率、提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性等具有重要意義。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及發(fā)電系統(tǒng)監(jiān)測(cè)的技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于數(shù)據(jù)挖掘的光伏電池參數(shù)及發(fā)電量計(jì)算與預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

隨著地球化石能源的日益枯竭，新能源發(fā)電在能源領(lǐng)域占據(jù)越來(lái)越大的比重，太陽(yáng)能發(fā)電作為清潔可持續(xù)發(fā)展的新能源是最主要的新能源發(fā)電形式之一，在能源領(lǐng)域占據(jù)越來(lái)越重要的位置。隨著光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的日益成熟，以及其在電網(wǎng)中所占發(fā)電量比重的日益增大，光伏發(fā)電量的精準(zhǔn)計(jì)算與預(yù)測(cè)已經(jīng)成為進(jìn)一步節(jié)省能源，提高電網(wǎng)運(yùn)行安全可靠性的關(guān)鍵性技術(shù)。對(duì)于太陽(yáng)能電池的特性研究、光伏發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)字仿真建模和優(yōu)化設(shè)計(jì)以及含光伏發(fā)電的電網(wǎng)規(guī)劃、電網(wǎng)調(diào)度和電價(jià)核算等都具有重要意義。考慮到光伏電池多采用硅和鍺等半導(dǎo)體材料，對(duì)溫度和光照強(qiáng)度非常敏感，其輸出電量會(huì)隨著環(huán)境參數(shù)和光伏電池板使用腐蝕情況而變化的，若一直采用出廠時(shí)的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)或者按照某種比例關(guān)系縮放標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)的方法會(huì)影響光伏電池輸出功率的精確計(jì)算與預(yù)測(cè)。因此，為了精確計(jì)算與預(yù)測(cè)光伏發(fā)電量需要解決如下五個(gè)主要問(wèn)題：(1)光伏發(fā)電實(shí)際運(yùn)行物理量與運(yùn)行環(huán)境參數(shù)采集的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性；(2)光伏電池實(shí)時(shí)數(shù)學(xué)仿真計(jì)算模型建立的精度；(3)光伏電池仿真數(shù)學(xué)模型非線性參數(shù)辨識(shí)的準(zhǔn)確性；(4)光伏電池仿真計(jì)算方法的精確性；(5)計(jì)算結(jié)果與實(shí)際運(yùn)行結(jié)果的誤差校驗(yàn)；(6)光伏電池輸出發(fā)電量預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于數(shù)據(jù)挖掘的光伏電池參數(shù)及發(fā)電量預(yù)測(cè)方法及系統(tǒng)，以對(duì)光伏電池輸出功率進(jìn)行精確計(jì)算與預(yù)測(cè)，對(duì)于推進(jìn)光伏發(fā)電預(yù)測(cè)系統(tǒng)的實(shí)際工程應(yīng)用，加速光伏入網(wǎng)進(jìn)程、節(jié)省能源，提高太陽(yáng)能利用率、提高電網(wǎng)運(yùn)行穩(wěn)定性等具有重要意義，也為其它新能源發(fā)電相關(guān)技術(shù)提供有益的借鑒作用。

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種基于數(shù)據(jù)挖掘的光伏電池參數(shù)及發(fā)電量預(yù)測(cè)方法，包括：

獲取所述光伏參數(shù)，所述光伏參數(shù)包括光伏電池實(shí)際運(yùn)行物理量、運(yùn)行環(huán)境參數(shù)以及光伏電池運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)；

發(fā)送數(shù)據(jù)信息處理指令以使所述光伏參數(shù)建立存取數(shù)據(jù)庫(kù)；

發(fā)送信息預(yù)處理指令以對(duì)所述存取數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行預(yù)處理以獲取光伏數(shù)據(jù)樣本庫(kù)；

構(gòu)建光伏發(fā)電模型，利用所述光伏數(shù)據(jù)樣本庫(kù)對(duì)光伏電池參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，并通過(guò)發(fā)電量預(yù)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電量預(yù)測(cè)。

優(yōu)選的，所述發(fā)送信息預(yù)處理指令以對(duì)所述存取數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行預(yù)處理以獲取光伏數(shù)據(jù)樣本庫(kù)的步驟包括：

對(duì)所述光伏參數(shù)進(jìn)行歸一化處理，以對(duì)所述光伏參數(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)過(guò)濾、數(shù)據(jù)補(bǔ)充以及數(shù)據(jù)融合，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)。

優(yōu)選的，所述構(gòu)建光伏發(fā)電模型，利用所述光伏數(shù)據(jù)樣本庫(kù)對(duì)光伏電池參數(shù)進(jìn)行估計(jì)，并對(duì)發(fā)電量預(yù)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行預(yù)測(cè)的步驟包括：

采用如下公式對(duì)光伏電池單二極管等效模型進(jìn)行建模：

I—輸出電流；

U—輸出電壓；

I_ph——光生電流；

Io—二極管反向飽和電流；

R_s—串聯(lián)電阻；