一种对光伏电站接收辐射进行预测的方法及装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及光伏功率预测技术领域，特别是涉及一种对光伏电站接收辐射进行预 测的方法及装置。
【背景技术】
[0002] 由于光伏发电输出功率具有随机性和波动性，近些年大规模光伏电站的接入电网 已经对电网安全稳定和经济运行造成了影响。对光伏电站的输出功率进行准确预测，能为 电力调度提供重要的决策支持，有助于电力调度部门提前根据光伏发电功率变化及时调整 调度计划，保证电能质量，减少系统的备用容量，降低电力系统运行成本，使得光伏资源得 到充分的利用，从而获得更大的经济效益和社会效益。
[0003] 但是，光伏发电系统的输出功率很大程度上决定于光伏面板所能接收到的太阳辐 射量，容易受到天气因素的影响。而云作为影响太阳地面辐照量的主要气象要素，其生消和 移动变化是地面辐照度变化不确定性的根本原因之一。当云遮挡光伏电站时，会对光伏电 站的太阳辐射造成衰减，从而造成其输出功率不稳定且难以预测。在云遮挡光伏电站造成 辐射衰减时，云高和云厚是影响云辐射衰减的关键因素，较为正确的计算出云的高度和厚 度对于光伏电站辐射衰减的预测精度提高，将会有很大的帮助。而云团主要是由水汽构成， 经过研究人员长期气象观测和辐射监测对比计算，发现在所有云类中，积云由于其水汽浓 度、粒子大等因素，导致积云对辐射的衰减影响最大，通过长期对C多普勒雷达进行研究， 发现该波段雷达主要用于降水方面的研究，而降雨主要发生在积云天气，从而利用该波段 雷达数据可以实现对积云的有效监测。
[0004] 虽然目前国内外的一些光伏功率预测方面的文献提出了一些云遮挡辐射衰减方 法，但是都只是对云和辐射关系进行粗略分类，没有对云高和云厚等数据进行详细计算和 处理，而且算法的实际应用效果也不是很好，不具有普适性。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是提供一种对光伏电站接收辐射进行预测的方法及装置，以准确计 算光伏电站由于不同云遮挡所造成的辐射衰减关系，提高光伏功率的预测精确度。
[0006] 为解决上述技术问题，本发明提供一种对光伏电站接收辐射进行预测的方法，包 括：
[0007] 获取雷达扫描区域内的回波单体含水量；
[0008] 根据所述回波单体含水量的空间分布，计算所述扫描区域内对应云团单体的云高 和云厚数据；
[0009] 通过雷达扫描的单体回波强度数据计算所述云团单体的运动向量；
[0010] 根据所述云团单体的运动向量判断所述云团单体在预设时间内是否会对所述光 伏电站造成遮挡；
[0011] 当判断所述云团单体会对所述光伏电站造成遮挡时，根据光伏电站的实测监测数 据、天气型理论辐射数据、所述回波单体含水量以及所述云高和云厚数据，对所述云团单体 遮挡下所述光伏电站接收到的辐射进行预测。
[0012] 可选地，所述获取雷达扫描区域内的回波单体含水量包括：
[0013] 通过C波段多普勒雷达的主用户终端子系统导出VIL数据，获取扫描区域内的回 波单体含水量。
[0014] 可选地，所述通过雷达扫描的单体回波强度数据计算所述云团单体的运动向量包 括：
[0015] 根据雷达扫描的单体回波强度数据，通过公式
计算t时刻云团单体C(x, y, nd, md) 的运动向量；其中，X、y为起始点坐标，tts为雷达当前设置的体扫时间。
[0017] 可选地，所述根据所述云团单体的运动向量判断所述云团单体在预设时间内是否 会对所述光伏电站造成遮挡包括：
[0018] 根据不同云类型的dBZ特征，推算出具有云团特征回波单体的中心；
[0019] 根据VIL数据中的垂直液态含水量的变化，计算出所述中心在不同时刻所在的 VIL格点区域；
[0020] 根据格点和经炜度的换算关系，计算出所述中心实际所覆盖的地理空间区域；
[0021] 判断所述光伏电站是否位于所述地理空间区域内，以判断所述云团单体是否会对 所述光伏电站造成遮挡。
[0022] 可选地，所述根据光伏电站的实测监测数据、天气型理论辐射数据、所述回波单体 含水量以及所述云高和云厚数据，对所述云团单体遮挡下所述光伏电站收到的辐射进行预 测包括：
[0023] 根据大气层理论辐射计算大气层外切面接收到的太阳辐射；
[0024] 预先根据所述光伏电站的实测监测数据、所述大气层外切面接收到的太阳辐射、 雷达导出的VIL数据以及通过所述VIL数据计算出的云高和云厚数据，按照不同季节，建立 VIL云类-辐射衰减等级对照表，所述VIL云类-辐射衰减等级的计算方法为：
[0026] 其中，S为辐射等级衰减因子，dBZ为回波反射强度，Iiaife为大气层外切面接收到的 太阳辐射，I km为实测监测数据，λ为季节矫正因子，Mm为垂直累积液态含水量，H 为 对应类的云底高度；
[0027] 通过Iiai&、Ikm以及S计算所述光伏电站在预设时间的辐射预测值。
[0028] 可选地，所述根据大气层理论辐射计算大气层外切面接收到的太阳辐射包括：
[0029] 根据公式
计算大气层顶的太阳辐射强度；其中，N为积 日，Is。为太阳常数；
[0030] 根据所述大气层顶的太阳辐射强度以及太阳辐射方向计算大气层外切平面的太 阳辐射强度。
[0031] 可选地，还包括：
[0032] 通过历史数据对预测到的辐射数据进行误差校正。
[0033] 可选地，所述通过历史数据对预测到的辐射数据进行误差校正包括：
[0034] 通过公式I预(t) = (t)*S*c〇 (t-Ι)计算所述光伏电站在预设时间的福射预 测值IRiM (t);其中，ω为误差校正因子，其值为t-Ι的误差与平均误差的比值。
[0035] 本发明还提供了一种对光伏电站接收辐射进行预测的装置，包括：
[0036] 获取模块，用于获取雷达扫描区域内的回波单体含水量；
[0037] 第一计算模块，用于根据所述回波单体含水量的空间分布，计算所述扫描区域内 对应云团单体的云高和云厚数据；
[0038] 第二计算模块，用于通过雷达扫描的单体回波强度数据计算所述云团单体的运动 向量；
[0039] 判断模块，用于根据所述云团单体的运动向量判断所述云团单体在预设时间内是 否会对所述光伏电站造成遮挡；
[0040] 预测模块，用于当判断所述云团单体会对所述光伏电站造成遮挡时，根据光伏电 站的实测监测数据、天气型理论辐射数据、所述回波单体含水量以及所述云高和云厚数据， 对所述云团单体遮挡下所述光伏电站接收到的辐射进行预测。
[0041] 本发明所提供的对光伏电站接收辐射进行预测的方法及装置，通过获取雷达扫描 区域内的回波单体含水量；根据所述回波单体含水量的空间分布，计算所述扫描区域内对 应云团单体的云高和云厚数据；并通过雷达扫描的单体回波强度数据计算所述云团单体的 运动向量，以判断所述云团单体在预设时间内是否会对所述光伏电站造成遮挡；当判断所 述云团单体会对所述光伏电站造成遮挡时，根据光伏电站的实测监测数据、天气型理论辐