一种分布式光伏功率估算方法及系统

本发明属于分布式光伏功率估算，具体涉及一种分布式光伏功率估算方法及系统。

背景技术：

1、本部分的陈述仅仅是提供了与本发明相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。

2、全球范围内传统化石能源的大规模和无节制使用，造成了不可再生资源的日益减少，能源供应长期紧张，生态环境污染问题也愈发严峻，不可再生能源的日益枯竭成为当前人类亟待解决的问题。同时随着经济的快速发展，人类对能源的整体需求量日益增大，能源供需矛盾进一步恶化。在这种背景下，发展绿色能源已成为解决能源危机和环保问题的主要途径和必然趋势。太阳能具有蕴藏量丰富、环境友好、分布广泛、获取方便等特点，是公认的未来最具发展前途的可再生能源之一。作为利用太阳能最主要的一种方式，光伏产业得到迅速发展。

3、近年来，随着光伏技术不断进步，分布式光伏在电力系统中的渗透率正在逐年升高，但由于光伏出力具波动性和不确定性等特点，将会给电力系统稳定带来冲击。如果能够实现对光伏出力的准确预测，便能够提前制定计划，协调规划电网调度，尽量减小光伏发电对电力系统稳定运行的影响，因此光伏出力预测技术成为了光伏发电研究领域重要的一部分。

4、目前对于光伏功率预测主要分为直接预测和间接预测两类方法。直接预测方法本质上是历史数据统计的预测方法，是通过分析光伏场站大量的历史数据建立功率预测模型，一般是利用历史功率数据或者结合数值天气预报直接对光伏出力进行预测。间接预测方法不依赖于光伏出力历史数据，依据地理信息和气象信息先推算辐照度数据，再根据光伏组件物理特性建立模型。辐照度预测值作为物理模型的输入值，从而实现光伏出力预测。以上两类方法往往需要太阳辐射信息、环境温度、气象信息或历史功率数据作为建立预测模型的数据支撑，对于新建站点，或者新增分布式光伏场站，由于历史出力数据的缺失及精确数值天气预报的无法获取，难以直接应用上述方法实现功率估算。

技术实现思路

1、本发明为了解决上述问题，提出了一种分布式光伏功率估算方法及系统，本发明依赖于邻近有监测分布式光伏场站历史功率数据，而不需要目标分布式光伏场站的功率数据和气象信息。在建立模型时邻近有监测分布式光伏场站分别作为目标电站进行训练，充分挖掘分布式光伏场站输出功率的空间关联性，计算结果准确。

2、根据一些实施例，本发明采用如下技术方案：

3、一种分布式光伏功率估算方法，包括以下步骤：

4、提取分布式光伏场站空间特征参数，利用邻近分布式光伏场站历史功率数据，分析基准光伏场站输出功率与相邻光伏场站输出功率、相对空间特征参数之间的关联性，建立计及空间分布特征的分布式光伏场站输出功率空间关联性模型；

5、邻近分布式光伏场站基于历史功率数据建立功率预测模型，得到邻近分布式光伏场站预测功率数据；

6、基于所述分布式光伏场站输出功率空间关联性模型与邻近光伏场站功率预测数据，得到目标分布式光伏场站的功率估算结果。

7、作为可选择的实施方式，所述分布式光伏场站输出功率空间关联性模型的关联性为同一时间维度下具有不同空间特征的分布式光伏场站出力轨迹之间具有数值相关性。

8、作为可选择的实施方式，建立分布式光伏场站输出功率与空间分布的关联性模型的具体过程包括：

9、在邻近分布式光伏场站中选取一个作为基准光伏场站，得到基准光伏场站与邻近其他分布式光伏场站的空间特征差值序列，并将数据进行归一化，归一化的空间特征差值序列和各个光伏场站历史功率序列作为分布式光伏输出功率空间关联性模型的一组训练数据，将m+1个邻近分布式光伏场站分别作为基准光伏场站，得到m+1组训练数据，依次进行模型训练，分析基准光伏场站输出功率与相邻光伏场站输出功率、相对空间特征参数之间的关联性，得到分布式光伏场站输出功率空间关联性模型。

10、作为进一步的限定，归一化的安装特征差值序列和其余邻近分布式光伏场站功率数据为模型输入，归一化基准光伏场站功率数据为模型输出。

11、作为可选择的实施方式，得到目标分布式光伏场站的功率估算结果的具体过程包括将建立好的分布式光伏场站输出功率空间关联性模型应用于目标光伏场站时，将目标光伏场站视为基准光伏场站，剔除与目标光伏场站距离最远的分布式光伏场站，将剩余m个邻近分布式光伏场站相应数据作为模型输入，估算出目标电站的功率值。

12、作为进一步的限定，所述相应数据包括归一化的邻近场站功率预测值、邻近场站与目标场站的安装位置差值序列。

13、作为进一步的限定，估算出的目标电站的功率值为归一化数据，在结合目标光伏场站额定装机容量后，计算实际估算功率。

14、一种分布式光伏功率估算系统，包括：

15、分布式光伏场站输出功率空间关联性模型构建模块，被配置为提取分布式光伏场站空间特征参数，利用邻近分布式光伏场站历史功率数据，分析基准光伏场站输出功率与相邻光伏场站输出功率、相对空间特征参数之间的关联性，建立计及空间分布特征的分布式光伏场站输出功率空间关联性模型；

16、邻近分布式光伏功率预测模块，被配置为邻近分布式光伏场站基于历史功率数据建立功率预测模型，得到邻近分布式光伏场站预测功率数据；

17、估算模块，被配置为基于所述分布式光伏场站输出功率空间关联性模型与邻近光伏场站功率预测数据，得到目标分布式光伏场站的功率估算结果。

18、一种计算机可读存储介质，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成上述方法中的步骤。

19、一种电子设备，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成上述方法中的步骤。

20、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

21、本发明通过历史功率数据和空间特征参数建立分布式光伏场站输出功率空间关联性分析模型，得到分布式光伏场站出力的空间关联性关系，并应用此关联性关系和邻近分布式光伏场站的功率预测数据建立目标分布式光伏场站的功率估算模型，此模型仅利用邻近分布式光伏场站历史功率数据和空间特征参数建立目标分布式光伏场站功率估算模型，不依赖于目标分布式光伏场站历史功率数据或气象信息，计算结果较为精确。

22、为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

技术特征：

1.一种分布式光伏功率估算方法，其特征是，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种分布式光伏功率估算方法，其特征是，所述分布式光伏场站输出功率空间关联性模型的关联性为同一时间维度下具有不同空间特征的分布式光伏场站出力轨迹之间具有数值相关性。

3.如权利要求1所述的一种分布式光伏功率估算方法，其特征是，建立分布式光伏场站输出功率与空间分布的关联性模型的具体过程包括：

4.如权利要求3所述的一种分布式光伏功率估算方法，其特征是，归一化的安装特征差值序列和其余邻近分布式光伏场站功率数据为模型输入，归一化的基准光伏场站功率数据为模型输出。

5.如权利要求1所述的一种分布式光伏功率估算方法，其特征是，得到目标分布式光伏场站的功率估算结果的具体过程包括将建立好的分布式光伏场站输出功率空间关联性模型应用于目标光伏场站时，将目标光伏场站视为基准光伏场站，剔除与目标光伏场站距离最远的分布式光伏场站，将剩余m个邻近分布式光伏场站相应数据作为模型输入，估算出目标电站的功率值。

6.如权利要求5所述的一种分布式光伏功率估算方法，其特征是，所述相应数据包括归一化的邻近场站功率预测值、邻近场站与目标场站的安装位置差值序列。

7.如权利要求5所述的一种分布式光伏功率估算方法，其特征是，估算出的目标电站的功率值为归一化数据，在结合目标光伏场站额定装机容量后，计算实际估算功率。

8.一种分布式光伏功率估算系统，其特征是，包括：

9.一种计算机可读存储介质，其特征是，用于存储计算机指令，所述计算机指令被处理器执行时，完成权利要求1-7中任一项所述的方法中的步骤。

10.一种电子设备，其特征是，包括存储器和处理器以及存储在存储器上并在处理器上运行的计算机指令，所述计算机指令被处理器运行时，完成权利要求1-7中任一项所述的方法中的步骤。

技术总结
本发明提供了一种分布式光伏功率估算方法及系统，提取分布式光伏场站空间特征参数，利用邻近分布式光伏场站历史功率数据，分析基准光伏场站输出功率与相邻光伏场站输出功率、相对空间特征参数之间的关联性，建立计及空间分布特征的分布式光伏场站输出功率空间关联性模型；邻近分布式光伏场站基于历史功率数据建立功率预测模型，得到邻近分布式光伏场站预测功率数据；基于所述分布式光伏场站输出功率空间关联性模型与邻近光伏场站功率预测数据，得到目标分布式光伏场站的功率估算结果。本发明不需要目标分布式光伏场站的功率数据和气象信息，计算结果准确。

技术研发人员：张云鹏,马娇
受保护的技术使用者：山东大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12