[发明专利]一种基于空间相关性的ARIMA模型的分布式光伏预测方法

说明书

本发明公开了一种基于空间相关性的ARIMA模型的分布式光伏预测方法，涉及电力领域。目前，分布式光伏预测精度低。本发明基于不同天气类型的光伏出力数据，计算待预测电站与其他电站历史出力数据的秩相关系数；选取秩相关系数大于设定值且/或相关性最好的N个电站为相关性从站纳入基于空间相关性的ARIMA模型中建立不同天气类型的预测模型；结合气象部门给出的日预报天气类型，选择对应天气的预测模型进行出力预测，若无匹配到相关性电站，则利用待预测电站自身数据分天气类型进行ARIMA建模；根据天气预报部门提供的预报信息进行匹配，利用对应模型实现光伏超短期功率预测。本技术方案预测准确性高，且在应对天气变化上具有自适应性。

技术领域

本发明涉及电力领域，尤其涉及一种基于空间相关性的ARIMA模型的 分布式光伏预测方法。

背景技术

对比集中式光伏电站，分布式光伏功率预测存在以下几个问题：1) 组件占地小，分布较为分散，且由于运维不完善导致运行状态参差不齐； 2)由于气象因素的影响，光伏出力呈现随机性和波动性；3)单个的光伏 用户缺少实测的气象数据，预测精度不高。因此分布式光伏预测难度较高， 预测的方法不能完全按照集中式光伏电站预测方法生搬硬套。

目前分布式光伏预测方法主要分为直接预测法和间接预测法，间接预 测法通过间接对天气数据进行预测，进而预测光伏出力，主要有数值天气 预报和地基云图等方法。间接预测法是在相关气象数据的基础上对光伏进 行预测，但数值天气预报要求精度较高，目前国内具有高精度的气象监测 点较少，而直接预测法是利用实际出力数据统计分析发现一定的规律，包 括时间序列法、多元线性回归法、灰色理论预测法等,其优点是不需要气象数据等额外数据，仅利用光伏实际出力数据即可达到预测的目的，但其 预测精度低，计算复杂。

发明内容

本发明要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行 完善与改进，提供一种基于空间相关性的ARIMA模型的分布式光伏预测方 法，以达到准确预测分布式光伏的出力的目的。为此，本发明采取以下技 术方案。

一种基于空间相关性的ARIMA模型的分布式光伏预测方法，包括以下 步骤：

1)获取分布式光伏实际出力数据，截取光伏出力有效时间的历史出 力数据；

2)对每一个用户的实际出力数据进行标幺化；

3)根据日出力平均水平划分天气类型；

4)基于不同天气类型的光伏出力数据，计算待预测电站与其他电站 历史出力数据的秩相关系数；

5)选取秩相关系数大于设定值且/或相关性最好的N个电站为相关性 从站纳入基于空间相关性的ARIMA模型中建立不同天气类型的预测模型；

6)结合气象部门给出的日预报天气类型，选择对应天气的预测模型 进行出力预测，若无匹配到相关性电站，则不考虑相关性而利用待预测电 站自身数据分天气类型进行ARIMA建模；

7)获取需预测光伏出力区域天气预报部门提供的预报信息；并根据 天气预报部门提供的预报信息进行匹配，利用对应模型实现光伏超短期功 率预测。

本技术方案基于已提出的大规模区域光伏分群方法，进一步筛选分群 电站中与待预测电站具有空间相关性的光伏电站，分天气类型建立ARIMA 模型，与天气预报部门提供的预报信息进行匹配，利用对应模型实现光伏 超短期功率预测。在引入相关性电站数据基础上，将历史出力数据对天气 进行分类，参考气象部门给出的天气预报，选取相应天气模型进行功率预 报，在应对天气变化上具有自适应性。

优选的，在步骤4)中，使用Spearman秩相关系数来衡量两个电站之 间的相关性，公式如下：