[发明专利]以发电单元为基本预测单元的发电功率预测方法及系统

说明书

技术领域

本发明属于光伏发电技术领域，提供一种以发电单元为基本预测单元的光伏电站发电功率预测系统，适用于由不同安装方式发电单元混合组成或由单一种安装方式发电单元组成的光伏电站的发电功率预测。

背景技术

并网型光伏电站已成为光伏发电的重要应用形式。由于大规模并网型光伏电站一般不配备储能设备，而是根据昼夜循环启动和关闭运行，当光照、温度、时间、季节等因素变化时，其输出功率会表现出剧烈的波动性和间歇性。随着越来越多的并网型光伏电站接入电网，会给电力系统的功率平衡与安全稳定运行带来挑战，加重电网调度的负担。由于光伏发电具有波动性和间歇性的特点，现有电网尚不能满足接纳规模化光伏发电的要求，成为制约光伏发电大规模快速发展的主要瓶颈。光伏电站功率预测技术是解决此难题的关键技术之一。

光伏阵列的发电功率不仅与太阳辐射强度有关，而且也与太阳光的入射角度有关，当光线垂直于光伏阵列平面时，光伏阵列接收到的太阳辐射量最大，因此，光伏阵列的安装运行方式对光电转换效率有着重要影响。光伏阵列的安装运行方式一般分为固定安装、单轴跟踪和双轴跟踪共三大类。固定安装是指光伏阵列固定在支架结构上，不随太阳位置的变化而移动，这种安装方式最为简单，但是光电转换效率相对较低。为了提高转换效率，可采用自动跟踪的安装运行方式，通过自动跟踪系统调整光伏阵列平面的角度使其在最大程度上与太阳光保持垂直。目前常见的自动跟踪安装运行方式有两大类共3种：单轴跟踪(水平单轴跟踪、倾纬度角斜单轴跟踪)和双轴跟踪。水平单轴跟踪和倾斜单轴跟踪只有一个旋转自由度，双轴跟踪具有两个旋转自由度。

光伏电站一般由一系列逆变器对应的发电单元组成，整个电站的发电功率是由各发电单元的功率输出汇聚而成。光伏电站可由不同种安装方式或单一种安装方式的多个发电单元组成，不同安装方式发电单元的出力特性各异。为了实现光伏电站发电功率的准确预测，本发明提供一种以发电单元为基本预测元的光伏电站发电功率预测方法及系统。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种以发电单元为基本预测元的光伏电站发电功率预测方法及系统，适用于由不同安装运行方式发电单元混合组成或由单一安装运行方式发电单元组成的光伏电站的发电功率预测，满足电力系统调度管理部门和光伏发电企业的需求，为规模化光伏发电接入电网提供技术支持。

本发明采用如下技术方案实施。

以发电单元为基本预测单元的发电功率预测方法，该方法的特征是，以光伏电站的基本组成单位-单个的发电单元作为基本预测元，首先预测各个发电单元的输出功率，然后将所有正常工作发电单元输出功率的预测值进行累加，进而得到整个光伏电站的发电功率预测值；采集和从光伏电站监控系统读取的数据包括各发电单元的太阳辐照度、环境温度、组件温度、风速、风向、气压、湿度。

以发电单元为基本预测单元的发电功率预测系统，该系统的特征是，预测系统的硬件平台由发电单元数据采集设备通过数据传输连接到关联数据库-发电功率预测服务器，关联数据库-发电功率预测服务器又分别与发电单元关联数据库、光伏电站监控系统数据库服务器和数据统计分析模块连接，发电单元关联数据库又与正常工作发电单元输出功率预测模块、各发电单元输出功率预测值累加模块、光伏电站发电功率预测结果模块、能量管理系统数据接口模块、网络安全防护设备、电力调度数据通讯网、电网调度能量管理系统依序连接；数据统计分析模块分别与统计指标模块、误差计算模块、图形表格模块、筛选分类模块连接，统计指标模块、误差计算模块、图形表格模块、筛选分类模块共同连接客户机/Web/显示打印；正常工作发电单元输出功率预测模块还依序连接有数值天气预报接收与处理模块、网络安全防护防火墙、电力调度数据通信网或互联网、数值天气预报；同时，正常工作发电单元输出功率预测模块还与关联数据库输入状态变量预测信息模块连接。