[发明专利]一种基于气象因素分解的短期光伏出力快速预测方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于气象因素分解的短期光伏出力快速预测方法及系统，预测方法包括：（1）提出一种气象因素相关性分解系数计算方法，实现对光伏出力气象因素分量的快速分解计算；（2）建立改进支持向量机的预测模型对气象因素数值进行预测，采用一种一致性测度函数来选择模型的训练样本对模型进行训练，并基于改进鱼群觅食优化算法优化模型参数；（3）最后，基于优化完成的模型，快速预测下一时刻的气象因素值，计算其对应的光伏出力分量，并利用气象因素相关性分解系数计算总光伏出力。本发明实现对光伏出力气象因素分量的快速分解计算；同样也能基于预测的个光伏出力气象因素分量反求总光伏出力，实现光伏短期出力的快速预测，提高光伏电站的实际运行效率。

技术领域

本发明属于光伏出力预测技术领域，尤其涉及一种基于气象因素分解的短期光伏出力快速预测方法及系统。

背景技术

随着世界经济以及全球化的快速发展，能源也越来越不能完全满足现代人们的日常生产以及生活使用需求。因此如何发展可再生清洁能源，对于整个世界各国的经济发展意义重大。太阳能发电作为可再生清洁能源之一，其性能清洁环保无污染，生产成本低，而且光伏发电系统的正常运行以及维护的主要工作量较小。然而，光伏发电装机容量的迅速增大也给电网的安全稳定运行带来了一些问题。光伏发电是一种光生伏特效应，光的质量将影响光伏出力，而光的质量会受温度、相对湿度、风速、云层厚度等气象因素的影响特别大。可能会给其他电网设备造成冲击、带来电压波动，不利于电力系统的稳定正常运行。当天气变化时，光伏出力会出现间歇、波动较大的情况。当光伏装机容量达到一定规模并入电网后，会对整个电网的稳定运行造成较大的冲击，加大了电网调度部门协调安排发电的难度。

因此，当大规模光伏并网时，同时保证电网对光伏发电功率的消纳，需要对光伏发电功率进行预测，尤其是针对不确定性的天气的光伏出力预测。对光伏出力预测有利于提高电力系统的安全稳定运行和电网调度部门的调度决策，包括安排发电计划、调整发电功率的峰谷差、电力系统的潮流优化和安排设备检修等。对大型光伏电站在不同天气下发电功率的精准预测，能为电网调度部门提供数据依据，有利于电网调度部门统筹安排常规发电厂与光伏电站发电的协调配合，对电力系统安全稳定运行有积极的影响。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供一种基于气象因素分解的短期光伏出力快速预测方法及系统。本发明基于改进支持向量机模型对气象因素进行快速预测，计算其对应的光伏出力分量，并利用气象因素相关性分解系数计算总光伏出力总量，实现光伏短期出力的快速预测，提高光伏电站的实际运行效率。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种基于气象因素分解的短期光伏出力快速预测方法，其特征在于，包括：

提出一种将气象因素相关性分解系数计算方法，实现对光伏出力气象因素分量的快速分解计算；

建立改进支持向量机的预测模型对气象因素数值进行预测，采用一种一致性测度函数来选择模型的训练样本对模型进行训练，并基于改进鱼群觅食优化算法优化模型参数，

最后，基于优化完成的模型，快速预测下一时刻的气象因素值，计算其对应的光伏出力分量，并利用气象因素相关性分解系数计算总光伏出力总量。

提出一种分解光伏出力的气象因素相关性系数计算方法，可以根据此系数将光伏出力进行分解，计算方法见式(1)

式中，P_pv表示光伏出力总量，P_pv^Z、P_pv^W和P_pv^R分别表示光伏出力基于太阳辐照度、环境温度和相对湿度这三种气象因素的气象分量，λ^Z、λ^W和λ^R分别表示气象因素太阳辐照度、环境温度和相对湿度对光伏出力的相关性权重因子，其计算方法见式(2),