[發明專利]基于集成數值天氣和物理模型鏈的日前光伏功率預測方法

在審

• 申請號: 202211715562.5
• 申請日: 2022-12-29
• 公開（公告）號: CN116244564A
• 公開（公告）日: 2023-06-09
• 發明（設計）人: 楊大智;王文婷;郭鈺鋒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G06F17/18
• 分類號: G06F17/18;G06F17/15;G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 哈爾濱市松花江聯合專利商標代理有限公司 23213
• 代理人: 岳昕

基于集成數值天氣和物理模型鏈的日前光伏功率預測方法，屬于能源預報技術。為了解決現有的光伏功率預報存準確性差的問題。將單位為K的離地面2米高度處的光伏板板面溫度轉換成單位為℃的2米高度處的光伏板板面溫度，將單位為J/msupgt;2/supgt;的總水平太陽輻射度轉換成單位為W/msupgt;2/supgt;的總水平太陽輻照度，根據單位為m/s的垂直于地面方向上10米處風速分量和單位為m/s的平行于地面方向上10米處風速分量，得到單位為m/s的10米處風速；基于物理模型鏈刻畫太陽輻照到功率轉換的物理特性，將光伏板板面溫度平均值、總水平太陽輻照度平均值和風速平均值輸入到所述物理模型鏈中，得到光伏交流功率。用于預測光伏功率。

技術領域

本發明涉及光伏功率獲得方法，屬于電力系統能源預報技術。

背景技術

與其他能源預測主題相比，光伏功率預報的歷史要短得多，甚至僅在五年前就被世界知名能源預測者描述為最不成熟的能源預報領域。然而，如果通過出版物的數量和它們的科學影響來判斷成熟度，光伏功率預報經歷了最快的過去十年的擴張速度，并且在出版物數量和引用方面已經超過了電價預測。出現上述情況的原因主要有兩點。

首先，在2018年之前，光伏功率預報與其他能源預報領域之間顯然存在脫節。這是因為與風能相比，太陽能的全球電網普及水平一直較低，諸如由可變太陽能注入引起的電網穩定性或可靠性等問題只是一個小問題。因此，能源預測界對光伏功率預報尚未過多關注。此外，可以理解為從事光伏功率預報的人員背景各異，而進行負荷預測的主要是電氣工程師，而商業和管理科學的研究人員進行價格預測，統計學家和氣象學家進行風速預測?？傊夥β暑A報缺乏一個標志性分類。

隨著統計和機器學習軟件環境的迅速普及，使光伏功率預報程序可以輕松實現，這導致了大量采用統計或機器學習方法開展光伏功率預報論文的出現。這種情況導致“太陽能預報泡沫”一詞的出現。隨著基于衛星和數值天氣預報(numerical?weatherprediction，NWP)數據的時空分辨率變得越來越高，預報范圍與被認為最有用的外源數據類型之間的這種映射關系遭到質疑。實際上，利用每小時更新的NWP模型進行日前、日內、小時內預報是可行的。隨著數據尺度的縮小，光伏功率預報不再受單一形式的外源數據限制。原則上，所有能夠解釋未來大氣狀態的可能信息都應綜合考慮。因為，現有的光伏功率預報存在準確性差的問題。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的光伏功率預報存準確性差的問題，提出了基于集成數值天氣和物理模型鏈的日前光伏功率預測方法。

基于集成數值天氣和物理模型鏈的日前光伏功率預測方法，所述方法包括：

步驟1、獲取實時的集合數值天氣預報，集合數值天氣預報包括單位為m/s的垂直于地面方向上10米處風速分量、單位為m/s的平行于地面方向上10米處風速分量、單位為K的離地面2米高度處的光伏板板面溫度和單位為J/m²的總水平太陽輻照度；

步驟2、將單位為K的離地面2米高度處的光伏板板面溫度轉換成單位為℃的2米高度處的光伏板板面溫度，將單位為J/m²的總水平太陽輻射度轉換成單位為W/m²的總水平太陽輻照度，根據單位為m/s的垂直于地面方向上10米處風速分量和單位為m/s的平行于地面方向上10米處風速分量，得到單位為m/s的10米處風速；

步驟3、對多個時刻獲得的單位為℃的2米高度處的光伏板板面溫度求平均值，得到光伏板板面溫度平均值；對多個時刻獲得的單位為W/m²的總水平太陽輻照度求平均值，得到總水平太陽輻照度平均值；對多個時刻獲得的單位為m/s的10米處風速求平均值，得到風速平均值；

步驟4、基于物理模型鏈刻畫太陽輻照到功率轉換的物理特性，將光伏板板面溫度平均值、總水平太陽輻照度平均值和風速平均值輸入到所述物理模型鏈中，得到光伏交流功率。