專利名稱：以發(fā)電單元為基本預(yù)測單元的發(fā)電功率預(yù)測方法及系統(tǒng)的制作方法
以發(fā)電單元為基本預(yù)測單元的發(fā)電功率預(yù)測方法及系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，提供一種以發(fā)電單元為基本預(yù)測單元的光伏電站發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)，適用于由不同安裝方式發(fā)電單元混合組成或由單一種安裝方式發(fā)電單元組成的光伏電站的發(fā)電功率預(yù)測。
背景技術(shù)：
并網(wǎng)型光伏電站已成為光伏發(fā)電的重要應(yīng)用形式。由于大規(guī)模并網(wǎng)型光伏電站一般不配備儲(chǔ)能設(shè)備，而是根據(jù)晝夜循環(huán)啟動(dòng)和關(guān)閉運(yùn)行，當(dāng)光照、溫度、時(shí)間、季節(jié)等因素變化時(shí)，其輸出功率會(huì)表現(xiàn)出劇烈的波動(dòng)性和間歇性。隨著越來越多的并網(wǎng)型光伏電站接入電網(wǎng)，會(huì)給電力系統(tǒng)的功率平衡與安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)，加重電網(wǎng)調(diào)度的負(fù)擔(dān)。由于光伏發(fā)電具有波動(dòng)性和間歇性的特點(diǎn)，現(xiàn)有電網(wǎng)尚不能滿足接納規(guī)模化光伏發(fā)電的要求，成為制約光伏發(fā)電大規(guī)?？焖侔l(fā)展的主要瓶頸。光伏電站功率預(yù)測技術(shù)是解決此難題的關(guān)鍵技術(shù)之一。
光伏陣列的發(fā)電功率不僅與太陽輻射強(qiáng)度有關(guān)，而且也與太陽光的入射角度有關(guān)，當(dāng)光線垂直于光伏陣列平面時(shí)，光伏陣列接收到的太陽輻射量最大，因此，光伏陣列的安裝運(yùn)行方式對(duì)光電轉(zhuǎn)換效率有著重要影響。光伏陣列的安裝運(yùn)行方式一般分為固定安裝、單軸跟蹤和雙軸跟蹤共三大類。固定安裝是指光伏陣列固定在支架結(jié)構(gòu)上，不隨太陽位置的變化而移動(dòng)，這種安裝方式最為簡單，但是光電轉(zhuǎn)換效率相對(duì)較低。為了提高轉(zhuǎn)換效率，可采用自動(dòng)跟蹤的安裝運(yùn)行方式，通過自動(dòng)跟蹤系統(tǒng)調(diào)整光伏陣列平面的角度使其在最大程度上與太陽光保持垂直。目前常見的自動(dòng)跟蹤安裝運(yùn)行方式有兩大類共3種單軸跟蹤(水平單軸跟蹤、傾緯度角斜單軸跟蹤)和雙軸跟蹤。水平單軸跟蹤和傾斜單軸跟蹤只有一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，雙軸跟蹤具有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度。
光伏電站一般由一系列逆變器對(duì)應(yīng)的發(fā)電單元組成，整個(gè)電站的發(fā)電功率是由各發(fā)電單元的功率輸出匯聚而成。光伏電站可由不同種安裝方式或單一種安裝方式的多個(gè)發(fā)電單元組成，不同安裝方式發(fā)電單元的出力特性各異。為了實(shí)現(xiàn)光伏電站發(fā)電功率的準(zhǔn)確預(yù)測，本發(fā)明提供一種以發(fā)電單元為基本預(yù)測元的光伏電站發(fā)電功率預(yù)測方法及系統(tǒng)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的在于提供一種以發(fā)電單元為基本預(yù)測元的光伏電站發(fā)電功率預(yù)測方法及系統(tǒng)，適用于由不同安裝運(yùn)行方式發(fā)電單元混合組成或由單一安裝運(yùn)行方式發(fā)電單元組成的光伏電站的發(fā)電功率預(yù)測，滿足電力系統(tǒng)調(diào)度管理部門和光伏發(fā)電企業(yè)的需求，為規(guī)?；夥l(fā)電接入電網(wǎng)提供技術(shù)支持。
本發(fā)明采用如下技術(shù)方案實(shí)施。
以發(fā)電單元為基本預(yù)測單元的發(fā)電功率預(yù)測方法，該方法的特征是，以光伏電站的基本組成單位-單個(gè)的發(fā)電單元作為基本預(yù)測元，首先預(yù)測各個(gè)發(fā)電單元的輸出功率， 然后將所有正常工作發(fā)電單元輸出功率的預(yù)測值進(jìn)行累加，進(jìn)而得到整個(gè)光伏電站的發(fā)電功率預(yù)測值；采集和從光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)包括各發(fā)電單元的太陽輻照度、環(huán)境溫度、組件溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、濕度。
以發(fā)電單元為基本預(yù)測單元的發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特征是，預(yù)測系統(tǒng)的硬件平臺(tái)由發(fā)電單元數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過數(shù)據(jù)傳輸連接到關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫-發(fā)電功率預(yù)測服務(wù)器，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫-發(fā)電功率預(yù)測服務(wù)器又分別與發(fā)電單元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫、光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊連接，發(fā)電單元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫又與正常工作發(fā)電單元輸出功率預(yù)測模塊、各發(fā)電單元輸出功率預(yù)測值累加模塊、光伏電站發(fā)電功率預(yù)測結(jié)果模塊、能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口模塊、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備、電力調(diào)度數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)度能量管理系統(tǒng)依序連接；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊分別與統(tǒng)計(jì)指標(biāo)模塊、誤差計(jì)算模塊、圖形表格模塊、篩選分類模塊連接，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)模塊、誤差計(jì)算模塊、圖形表格模塊、篩選分類模塊共同連接客戶機(jī)/Web/顯示打??；正常工作發(fā)電單元輸出功率預(yù)測模塊還依序連接有數(shù)值天氣預(yù)報(bào)接收與處理模塊、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)防火墻、電力調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)；同時(shí)，正常工作發(fā)電單元輸出功率預(yù)測模塊還與關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫輸入狀態(tài)變量預(yù)測信息模塊連接。
本發(fā)明的基本工作原理是利用在光伏電站現(xiàn)場安裝的傳感器采集各發(fā)電單元包括太陽輻照度、環(huán)境溫度、組件溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、濕度等在內(nèi)的氣象參數(shù)，讀取光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器中各發(fā)電單元輸出功率等電氣參數(shù)，利用“并網(wǎng)型光伏電站發(fā)電功率預(yù)測方法”(發(fā)明專利公開號(hào)CN1017^984A)，建立各個(gè)發(fā)電單元輸入狀態(tài)變量-輸出功率的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫模型。利用不斷增加的實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)，通過在線自學(xué)習(xí)對(duì)各個(gè)發(fā)電單元的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)充修正和更新，從而使關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫模型能夠記憶各種不同的運(yùn)行狀態(tài)并跟隨發(fā)電單元特性的變化。此關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫即為各個(gè)發(fā)電單元輸入狀態(tài)變量與輸出功率之間關(guān)系映射的數(shù)學(xué)模型，反映了發(fā)電單元輸出功率隨輸入狀態(tài)變量變化的規(guī)律，據(jù)此模型就可由發(fā)電單元輸入狀態(tài)變量的數(shù)值確定其輸出功率的大小。不同安裝運(yùn)行方式發(fā)電單元的出力特性各異，分別針對(duì)各個(gè)發(fā)電單元建立的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫模型反映了不同安裝運(yùn)行方式發(fā)電單元的出力特性，并可計(jì)及沙塵覆蓋、異常天氣、光伏陣列特性衰減等多種因素的影響。在得到輸入狀態(tài)變量的預(yù)測信息(包括由氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)提供的專業(yè)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)信息)后，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫中即可映射得到各發(fā)電單元的輸出功率預(yù)測值， 然后再對(duì)所有正常工作發(fā)電單元的輸出功率預(yù)測值進(jìn)行累加，即可得到整個(gè)光伏電站的發(fā)電功率預(yù)測值。
本發(fā)明的工作流程包括數(shù)據(jù)采集與傳輸、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫建立、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)接收、發(fā)電功率預(yù)測、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析和預(yù)測信息的發(fā)布與傳輸。
首先，每個(gè)發(fā)電單元的采集數(shù)據(jù)經(jīng)數(shù)據(jù)處理模塊處理后送入關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫-發(fā)電功率預(yù)測服務(wù)器，分別建立各發(fā)電單元對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫。光伏電站中的每個(gè)發(fā)電單元都對(duì)應(yīng)一個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，這個(gè)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫是對(duì)應(yīng)發(fā)電單元輸入狀態(tài)變量與輸出功率之間關(guān)系的映射模型。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫隨著實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)的增加而不斷地更新、補(bǔ)充，具體方法詳見“并網(wǎng)型光伏電站發(fā)電功率預(yù)測方法”(發(fā)明專利公開號(hào)CN1017^984A)。
第二，發(fā)電功率預(yù)測模塊根據(jù)發(fā)電單元輸入狀態(tài)變量的預(yù)測信息或接收的天氣預(yù)報(bào)信息(包括由氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)提供的專業(yè)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)信息)，采用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，訪問對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，得到該發(fā)電單元的輸出功率預(yù)測值，然后對(duì)所有正常工作發(fā)電單元輸出功率預(yù)測值進(jìn)行累加得到整個(gè)光伏電站的發(fā)電功率預(yù)測值。
數(shù)值天氣預(yù)報(bào)是指根據(jù)大氣實(shí)際情況，在一定的初值和邊值條件下，通過大型計(jì)算機(jī)作數(shù)值計(jì)算，求解描寫天氣演變過程的流體力學(xué)和熱力學(xué)的方程組，預(yù)測未來一定時(shí)段的大氣運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和天氣現(xiàn)象的方法。數(shù)值天氣預(yù)報(bào)由專業(yè)氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)提供，主要提供光伏電站所在地點(diǎn)的太陽輻射輻照度、環(huán)境溫度、風(fēng)速、相對(duì)濕度、云量、天氣類型等氣象信息，其預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)發(fā)布傳輸方式包括但不限于電力調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)等。
第三，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫-發(fā)電功率預(yù)測服務(wù)器負(fù)責(zé)所有發(fā)電單元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)訪問服務(wù)、輸入狀態(tài)變量預(yù)測、氣象預(yù)報(bào)信息的接收處理和發(fā)電功率預(yù)測，客戶端計(jì)算機(jī)可以訪問數(shù)據(jù)庫，并可以表格、圖形、曲線等直觀的形式顯示數(shù)據(jù)庫中有關(guān)參數(shù)的變化趨勢和規(guī)律。
本發(fā)明的硬件平臺(tái)組成包括數(shù)據(jù)采集設(shè)備、關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫-發(fā)電功率預(yù)測服務(wù)器、 交換機(jī)、工作站計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)等，各組成部分之間采用網(wǎng)絡(luò)與交換機(jī)方式連接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部的數(shù)據(jù)傳輸、相互通信和信息共享，預(yù)測系統(tǒng)與電網(wǎng)調(diào)度能量管理系統(tǒng)之間裝設(shè)有諸如反向安全隔離裝置、IP認(rèn)證加密裝置等調(diào)度機(jī)構(gòu)要求的網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備。
本發(fā)明的軟件程序包括以下功能模塊
(1)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫模塊
主要負(fù)責(zé)各發(fā)電單元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫的建立、更新、修正，以及數(shù)據(jù)庫的存儲(chǔ)、訪問等服務(wù)。
(2)發(fā)電功率預(yù)測模塊
主要負(fù)責(zé)關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫輸入狀態(tài)變量的預(yù)測，各個(gè)發(fā)電單元與光伏電站輸出功率的預(yù)測。
發(fā)電功率預(yù)測的時(shí)間尺度包括超短期(0-4小時(shí))和短期小時(shí))。
發(fā)電單元與光伏電站發(fā)電功率預(yù)測的計(jì)算時(shí)間小于5分鐘，每15分鐘提供一次未來0-4小時(shí)的超短期發(fā)電功率預(yù)測曲線，每12小時(shí)或M小時(shí)(或者根據(jù)調(diào)度機(jī)構(gòu)要求) 提供一次未來M小時(shí)的短期發(fā)電功率預(yù)測曲線。
(3)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)處理模塊
負(fù)責(zé)天氣預(yù)報(bào)信息(包括由氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)提供的專業(yè)數(shù)值天氣預(yù)報(bào)信息)的接收與處理。本發(fā)明的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)由專業(yè)氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)提供，數(shù)值天氣預(yù)報(bào)處理模塊由數(shù)值天氣預(yù)報(bào)處理計(jì)算機(jī)和相應(yīng)的軟件程序?qū)崿F(xiàn)，該模塊可通過互聯(lián)網(wǎng)或電力調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)等方式接收專業(yè)氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)提供的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)的預(yù)處理和記錄存儲(chǔ)等功能，處理后的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)數(shù)據(jù)作為預(yù)測模型的可選輸入連接至發(fā)電功率預(yù)測模塊。
(4)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊
負(fù)責(zé)對(duì)采集數(shù)據(jù)和光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)服務(wù)器中讀取數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析
①在數(shù)據(jù)源滿足要求的情況下，參與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的時(shí)間范圍可任意設(shè)定；
②統(tǒng)計(jì)計(jì)算所有參數(shù)的最大值、平均值、累計(jì)值、方差、標(biāo)準(zhǔn)差、最大變化率等指標(biāo)；
③光伏電站運(yùn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)包括有效發(fā)電時(shí)間、最大功率數(shù)值及其對(duì)應(yīng)時(shí)間、容量利用率、利用小時(shí)數(shù)，發(fā)電單元采集數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)包括太陽輻照度分布、風(fēng)速風(fēng)向分布、溫度分布；
④自動(dòng)生成指定格式的曲線、報(bào)表、趨勢圖、直方圖、餅圖、分布圖等圖形和表格。
⑤對(duì)發(fā)電功率實(shí)際值與預(yù)測值誤差的統(tǒng)計(jì)，包括均方根誤差、平均絕對(duì)誤差、平均偏差誤差、相關(guān)系數(shù)等，誤差統(tǒng)計(jì)的時(shí)間區(qū)間可自主設(shè)置。
(5)能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口模塊
主要負(fù)責(zé)預(yù)測系統(tǒng)與電網(wǎng)調(diào)度能量管理系統(tǒng)的通信接口和數(shù)據(jù)交換。能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口模塊由網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備和接口軟件程序組成，通過網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備將發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)與電力系統(tǒng)調(diào)度通信數(shù)據(jù)網(wǎng)相連，從而實(shí)現(xiàn)與能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)平臺(tái)的連接。根據(jù)電力二次系統(tǒng)安全防護(hù)規(guī)定的要求，在系統(tǒng)中設(shè)置了專用的安全隔離裝置，能夠保證不同安全區(qū)之間數(shù)據(jù)的安全可靠傳輸。
本發(fā)明的有益效果在于，提供的發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)，以各逆變器對(duì)應(yīng)的發(fā)電單元為基本預(yù)測單元，適用于由不同安裝運(yùn)行方式(包括固定安裝、單軸跟蹤、雙軸跟蹤、聚焦型等)發(fā)電單元混合組成或由單一安裝運(yùn)行方式發(fā)電單元組成的光伏電站的發(fā)電功率預(yù)測。
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。


圖1為本發(fā)明的工作流程圖。
具體實(shí)施方式
以發(fā)電單元為基本預(yù)測單元的發(fā)電功率預(yù)測方法，該方法的特征是，以光伏電站的基本組成單位-單個(gè)的發(fā)電單元作為基本預(yù)測元，首先預(yù)測各個(gè)發(fā)電單元的輸出功率， 然后將所有正常工作發(fā)電單元輸出功率的預(yù)測值進(jìn)行累加，進(jìn)而得到整個(gè)光伏電站的發(fā)電功率預(yù)測值；采集和從光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)包括各發(fā)電單元的太陽輻照度、環(huán)境溫度、組件溫度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、濕度。
以發(fā)電單元為基本預(yù)測單元的發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)，該系統(tǒng)的特征是，預(yù)測系統(tǒng)的硬件平臺(tái)由發(fā)電單元數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過數(shù)據(jù)傳輸連接到關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫-發(fā)電功率預(yù)測服務(wù)器，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫-發(fā)電功率預(yù)測服務(wù)器又分別與發(fā)電單元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫、光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊連接，發(fā)電單元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫又與正常工作發(fā)電單元輸出功率預(yù)測模塊、各發(fā)電單元輸出功率預(yù)測值累加模塊、光伏電站發(fā)電功率預(yù)測結(jié)果模塊、能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口模塊、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備、電力調(diào)度數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)度能量管理系統(tǒng)依序連接；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊分別與統(tǒng)計(jì)指標(biāo)模塊、誤差計(jì)算模塊、圖形表格模塊、篩選分類模塊連接，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)模塊、誤差計(jì)算模塊、圖形表格模塊、篩選分類模塊共同連接客戶機(jī)/Web/顯示打印；正常工作發(fā)電單元輸出功率預(yù)測模塊還依序連接有數(shù)值天氣預(yù)報(bào)接收與處理模塊、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)防火墻、電力調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)；同時(shí)，正常工作發(fā)電單元輸出功率預(yù)測模塊還與關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫輸入狀態(tài)變量預(yù)測信息模塊連接。
本發(fā)明的技術(shù)路徑分為四個(gè)基本環(huán)節(jié)
(1)發(fā)電單元運(yùn)行數(shù)據(jù)的采集和傳輸
光伏電站內(nèi)所有發(fā)電單元處各種傳感器采集的數(shù)據(jù)(包括太陽輻照度、環(huán)境溫度、風(fēng)速等參數(shù))傳輸至光伏電站監(jiān)控室，與從光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中讀取的各發(fā)電單元的輸出功率數(shù)據(jù)一起送入關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫-發(fā)電功率預(yù)測服務(wù)器，用于建立各個(gè)發(fā)電單元的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫。
(2)發(fā)電單元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫的建立
針對(duì)光伏電站內(nèi)所有的發(fā)電單元，利用實(shí)際運(yùn)行數(shù)據(jù)分別建立各個(gè)發(fā)電單元對(duì)應(yīng)的輸入狀態(tài)變量-輸出功率關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫具有在線自學(xué)習(xí)功能，能夠?qū)崟r(shí)反映不同安裝運(yùn)行方式發(fā)電單元的出力特性。關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫的建立方法詳見“并網(wǎng)型光伏電站發(fā)電功率預(yù)測方法”(發(fā)明專利公開號(hào)CN1017^984A)。
(3)光伏電站發(fā)電功率預(yù)測
發(fā)電功率預(yù)測模塊根據(jù)各發(fā)電單元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫輸入狀態(tài)變量的預(yù)測信息或接收的天氣預(yù)報(bào)信息，利用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，訪問對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫，得到對(duì)應(yīng)發(fā)電單元的發(fā)電功率預(yù)測值。利用上述方法得到光伏電站所有正常工作發(fā)電單元的發(fā)電功率預(yù)測值，這些預(yù)測值按照(1)式累加即可得到整個(gè)光伏電站的發(fā)電功率預(yù)測值。N
Pv=YuPvi⑴/=1
Pv為光伏電站的發(fā)電功率預(yù)測值；
Pvi為第i個(gè)發(fā)電單元的發(fā)電功率預(yù)測值；
i = 1,2,…，N，為光伏電站內(nèi)正常工作的發(fā)電單元個(gè)數(shù)。
發(fā)電功率預(yù)測在時(shí)間尺度上包括超短期預(yù)測(0-4小時(shí))和短期預(yù)測04小時(shí)內(nèi))。
(4)發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)傳輸
發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)可通過電力調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)等方式接收專業(yè)氣象服務(wù)機(jī)構(gòu)提供的數(shù)值天氣預(yù)報(bào)信息，并將光伏電站發(fā)電功率預(yù)測結(jié)果傳送到電網(wǎng)調(diào)度管理機(jī)構(gòu)和能量管理系統(tǒng)。
本發(fā)明提出的光伏電站發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)能夠容納的發(fā)電單元數(shù)量不少于255 個(gè)，擴(kuò)容個(gè)數(shù)不受限制。權(quán)利要求
1.以發(fā)電單元為基本預(yù)測單元的發(fā)電功率預(yù)測方法，其特征是，以光伏電站的基本組成單位-單個(gè)的發(fā)電單元作為基本預(yù)測元，首先預(yù)測各個(gè)發(fā)電單元的輸出功率，然后將所有正常工作發(fā)電單元輸出功率的預(yù)測值進(jìn)行累加，進(jìn)而得到整個(gè)光伏電站的發(fā)電功率預(yù)測值。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述以發(fā)電單元為基本預(yù)測單元的發(fā)電功率預(yù)測方法，其特征是采集和從光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)讀取的數(shù)據(jù)包括各發(fā)電單元的太陽輻照度、環(huán)境溫度、組件溫度、 風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓、濕度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述以發(fā)電單元為基本預(yù)測單元的發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)，其特征是，預(yù)測系統(tǒng)的硬件平臺(tái)由發(fā)電單元數(shù)據(jù)采集設(shè)備通過數(shù)據(jù)傳輸連接到關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫-發(fā)電功率預(yù)測服務(wù)器，關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫-發(fā)電功率預(yù)測服務(wù)器又分別與發(fā)電單元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫、光伏電站監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊連接，發(fā)電單元關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫又與正常工作發(fā)電單元輸出功率預(yù)測模塊、各發(fā)電單元輸出功率預(yù)測值累加模塊、光伏電站發(fā)電功率預(yù)測結(jié)果模塊、能量管理系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口模塊、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)設(shè)備、電力調(diào)度數(shù)據(jù)通訊網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)度能量管理系統(tǒng)依序連接；數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析模塊分別與統(tǒng)計(jì)指標(biāo)模塊、誤差計(jì)算模塊、圖形表格模塊、篩選分類模塊連接，統(tǒng)計(jì)指標(biāo)模塊、誤差計(jì)算模塊、圖形表格模塊、篩選分類模塊共同連接客戶機(jī)/Web/顯示打??；正常工作發(fā)電單元輸出功率預(yù)測模塊還依序連接有數(shù)值天氣預(yù)報(bào)接收與處理模塊、網(wǎng)絡(luò)安全防護(hù)防火墻、電力調(diào)度數(shù)據(jù)通信網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)值天氣預(yù)報(bào)；同時(shí)，正常工作發(fā)電單元輸出功率預(yù)測模塊還與關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫輸入狀態(tài)變量預(yù)測信息模塊連接。
全文摘要
以發(fā)電單元為基本預(yù)測單元的發(fā)電功率預(yù)測方法及系統(tǒng)，利用傳感器等數(shù)據(jù)采集設(shè)備，采集各發(fā)電單元處的參數(shù)，將這些參數(shù)作為輸入狀態(tài)變量；同時(shí)讀取各發(fā)電單元的輸出功率值，并將其作為輸出狀態(tài)變量，針對(duì)各個(gè)發(fā)電單元分別建立對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫；利用關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)庫得到其對(duì)應(yīng)的發(fā)電功率預(yù)測值；再對(duì)正常工作發(fā)電單元的功率預(yù)測值進(jìn)行累加，進(jìn)而得到整個(gè)光伏電站的發(fā)電功率預(yù)測值。本發(fā)明的有益效果在于，提供的發(fā)電功率預(yù)測系統(tǒng)，以各逆變器對(duì)應(yīng)的發(fā)電單元為基本預(yù)測單元，適用于由不同安裝運(yùn)行方式，包括固定安裝、單軸跟蹤、雙軸跟蹤、聚焦型等，發(fā)電單元混合組成或由單一安裝運(yùn)行方式發(fā)電單元組成的光伏電站的發(fā)電功率預(yù)測。
文檔編號(hào)H02N6/00GK102545707SQ201210007609
公開日2012年7月4日 申請(qǐng)日期2012年1月11日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月11日
發(fā)明者馮勇, 劉興杰, 劉友寬, 李萍, 杜景琦, 梅華威, 王飛, 米增強(qiáng), 翟偉翔, 蘇適 申請(qǐng)人:云南電力試驗(yàn)研究院(集團(tuán))有限公司電力研究院, 華北電力大學(xué)(保定)