[发明专利]基于净空模型的光伏电站超短期功率预测方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏发配电技术领域，具体涉及一种基于净空模型的光伏电站超短期功率预测方法。

背景技术

与常规电源不同，光伏电站的输出功率具有波动性和间歇性的特点。对光伏电站输出功率进行预测，把光伏发电纳入电网的实时调度运行是保证电网稳定经济运行的重要措施之一。

超短期功率预测主要为电网实时调度提供依据，动态更新功率预测结果以提高预测精度。超短期功率预测的时间参数要求为：(1)滚动预测未来0-4小时输出的有功功率，每15分钟更新一次；(2)时间分辨率为15分钟。

目前，对太阳能光伏发电超短期功率预测的研究较少。目前采用的方法是通过卫星云图对光伏电站上空的云层进行监测，动态辨识云层的变化和运行，进而预测出地面太阳辐照度，然后根据预测模型预测光伏电站的发电情况，该方法尚在研究阶段，需要大量的实时气象资料作为依据；此外，依据大气短时间内的持续性，采用时间序列方法，根据历史功率数据和实际功率数据，挖掘数据本身的规律，实时的对未来功率进行滚动预测。上述方法可在一定程度上实现光伏电站的超短期功率预测，但是没有考虑光伏电站在具体时刻的理论最大出力。

发明内容

为克服上述缺陷，本发明提供了一种基于净空模型的光伏电站超短期功率预测方法，结合太阳辐照度的净空模型与光伏电站出力特性获得的光伏电站净空模型可以计算光伏电站在具体时刻的理论最大出力，在理论最大出力的基础上，采用归一化数据并结合自回归时间序列建立的超短期功率预测模型，有效提高预测的准确性。

为实现上述目的，本发明提供一种基于净空模型的光伏电站超短期功率预测方法，其改进之处在于，所述方法包括如下步骤：

(1).数据预处理；

(2).模型训练；

(3).根据模型，预测光伏电站超短期功率。

本发明提供的优选技术方案中，所述步骤1包括如下步骤：

(1-1).收集光伏电站的历史有功功率数据；

(1-2).对历史有功功率数据做分析整理，得到历史有功功率数据集P。

本发明提供的第二优选技术方案中，在所述步骤1-1中，所述历史有功功率数据，包括：一年完整的历史数据。

本发明提供的第三优选技术方案中，在所述步骤1-2中，通过对历史有功功率数据做分析整理得到错误数据和缺失数据。

本发明提供的第四优选技术方案中，对错误数据进行删除操作。

本发明提供的第五优选技术方案中，用相邻数据代替的方式对缺失数据进行补全。

本发明提供的第六优选技术方案中，所述步骤2包括如下步骤：

(2-1).根据光伏电站的净空模型计算在数据集P所在时间段内光伏电站每隔15分钟的理论最大出力，得到理论最大出力数据集PT；

(2-2).计算P与PT在对应时刻数据值的比例，得到归一化的历史有功功率数据PN；

(2-3).对PN建立自回归时间序列模型M。

本发明提供的第七优选技术方案中，所述步骤2-3包括如下步骤：

(a).对数据进行平稳性检验；

(b).模型定阶；

(c).对模型进行参数估计。

本发明提供的第八优选技术方案中，在所述步骤a中，对光伏电站的归一化历史有功功率数据进行检验并处理，保证数据是平稳的。

本发明提供的第九优选技术方案中，在所述步骤b中，计算光伏电站归一化历史有功功率数据的自相关和偏相关系数，根据计算结果确定自回归时间序列模型的阶数。

本发明提供的第十优选技术方案中，在所述步骤c中，采用最小二乘法获取自回归时间序列模型的参数。

本发明提供的较优选技术方案中，所述步骤3包括如下步骤：

(3-1).根据光伏电站的净空模型计算光伏电站在一定时段内的理论最大出力；

(3-2).计算并获取包含预测时刻在内一段时间的历史有功功率归一化值；

(3-3).将历史有功功率归一化值输入M，得到超短期的有功功率归一化的预测值T；

(3-4).将T与对应时刻理论出力相乘，得到光伏电站超短期功率预测结果。

本发明提供的第二较优选技术方案中，在所述步骤3-1中，计算在预测前三日、预测当日和预测后三日的时段内每隔15分钟的理论最大出力。

本发明提供的第三较优选技术方案中，在所述步骤3-1中，光伏电站的净空模型是：以净空模型为基础，利用光伏电站的光电转换模型，采用数据拟合方法建立的一种计算光伏电站在具体时刻输出的理论最大有功功率的模型。