一种光伏发电出力预测方法

本发明涉及太阳能发电，更具体的说是涉及一种光伏发电出力预测方法。

背景技术：

1、随着光伏发电的大规模应用，由于光伏发电的功率需要满足不同地区不同用户的需求，对于其光伏发电功率的计算以及未来多年光伏发电出力预测十分重要。而当今对于光伏发电出力预测的计算缺少有效、实用、灵活的方法，导致人们在选购光伏电池上出现很多困难，难以用合适的价格选到合适的设备。现有文献对太阳能发电出力预测的研究，没有完全考虑到不同的光伏电池衰减系数α、光电转换效率η和温度系数等因素的共同影响以及采用的气象数据不具有该地区的普遍性，同时采样数量少，忽略了长时间以来全球变暖气温增加对光伏电池出力的影响，用这些公式预测出的光伏发电功率数据跟实际功率有较大出入，不够精确，无法帮助人们选购合适的光伏发电设备，故尚不能有效预测光伏发电出力。

2、因此，需要一种准确预测光伏发电出力的方法。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种光伏发电出力预测方法，可以精确的预测出相应的光伏发电功率，为光伏发电电池的选择提供了帮助。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种光伏发电出力预测方法，包括以下步骤：

4、s1、收集待监测区域每隔f年同一月份中每天k个时刻的太阳能辐射照度及温度，得到m个年份的数据；

5、s2、针对任一月份，按照k个时刻将m年收集到的该月份的数据分为对应的k组，计算出k个组m年中该月份的平均太阳能辐射照度和温度；

6、s3、通过光伏发电出力计算公式计算k个组在m年中该月份的光伏发电出力；

7、s4、计算k个组对应的每隔f年的光伏发电出力增幅，并计算k个组对应的单年光伏发电出力增幅；

8、s5、对k个组对应的的单年光伏发电出力增幅取平均，得到年平均光伏发电出力增幅；

9、s6、根据年平均光伏发电出力增幅预测未来n年该月份各时刻的光伏发电出力。

10、进一步的，s1包括：

11、确定要预测光伏发电出力增幅的区域，并确定希望预测该区域哪一月份的光伏发电出力增幅；

12、收集每隔f年待监测区域该月份中每天相同的k个时刻对应的太阳辐射照度和大气温度的数据，k≥3；

13、得到m个间隔f年的年份中该月份k个时刻所有的太阳辐射照度和温度数据。

14、进一步的，s1中，收集每隔5年，时间跨度为40年，共9个年份的数据。

15、进一步的，s2中，按照k个时刻将每年收集到的数据分为对应的k个组，计算出第k组m年中每年该月的月平均太阳辐射照度ijk和月平均温度tjk并记录，其中，j为第k组m年中按时间先后排序中的第j年，j＝1、2、3…9。

16、进一步的，s3中，将s2所得的月平均太阳辐射照度ijk和月平均温度tjk分别带入光伏发电出力计算公式，得到第j年第k个时刻对应的光伏发电功率pjk，并得到k个组m年的光伏发电出力；

17、光伏发电出力计算公式如下：

18、pjk＝αηsijk[1-θ(tjk-tref)]

19、式中，pjk为第j年k时刻对应的光伏发电功率；s为光伏电池的面积；α为衰减系数；η为光电转换效率；θ为温度系数；tref为常温。

20、进一步的，s4包括：

21、通过对第k个时刻第i年到第i+1年光伏发电出力的变化的计算，得到对应第k组中的一个光伏发电出力f年平均增幅；继续改变i的值求出第k组其他年份的f年平均增幅，并计算各组的m-1个f年光伏发电出力增幅；光伏发电出力f年平均增幅计算公式为：

22、

23、式中，xik为第i年到i+1年的光伏发电出力f年平均增幅；m＝9，令i＝1、2、3…8，使pik一一对应j＝1、2…8时的pjk，使p(i+1)k一一对应j＝2、3…9时的pjk；

24、按照下式计算k个组对应的单年光伏发电出力增幅：

25、

26、式中，xk为第k个组的单年光伏发电出力增幅；xik为第k组的第i年到i+1年的光伏发电出力f年增幅，f＝5。

27、进一步的，s5中，年平均光伏发电出力增幅的计算公式为：

28、

29、式中，x为年平均光伏电池出力增幅；xk为第k组得出的年平均光伏发电出力增幅，k为组数，k＝1、2…k。

30、进一步的，s6中，按照下式预测未来光伏发电出力：

31、pt+n＝pt+n-1(1+x)(1-αyn)

32、式中，pt+n-1为已知的某年某月某时刻的光伏电池出力功率，下标t+n-1为该已知光伏发电出力数据对应的年份；x为得出的该地年平均光伏发电出力增幅；α为光伏电池的年衰减系数；pt+n为希望预测的光伏电池出力；yn＝n，其中pt+n和yn下标中的n由要预测的年份决定，表示要预测的年份和现有数据年份间隔n年，n＝1、2、3……。

33、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

34、本发明充分考虑了不同光伏电池的自身参数、不同地区不同光照辐射度、温度的条件下，同时广泛采集样本，注意到了全球变暖对光伏发电出力情况的影响，主客观因素结合，可以精确的预测出相应的光伏发电功率，为光伏发电电池的选择提供可靠的数据参考，具有广泛的应用前景。

35、同时基于历史气象数据对光伏发电出力进行预测，能够在一定程度上降低高比例光伏接入电力系统后因光伏发电出力的间歇性和波动性而带来的影响，为电网调度运行提供更好的服务。

技术特征：

1.一种光伏发电出力预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的光伏发电出力预测方法，其特征在于，s1包括：

3.根据权利要求2所述的光伏发电出力预测方法，其特征在于，s1中，收集每隔5年，时间跨度为40年，共9个年份的数据。

4.根据权利要求3所述的光伏发电出力预测方法，其特征在于，s2中，按照k个时刻将每年收集到的数据分为对应的k个组，计算出第k组m年中每年该月的月平均太阳辐射照度ijk和月平均温度tjk并记录，其中，j为第k组m年中按时间先后排序中的第j年，j＝1、2、3…9。

5.根据权利要求4所述的光伏发电出力预测方法，其特征在于，s3中，将s2所得的月平均太阳辐射照度ijk和月平均温度tjk分别带入光伏发电出力计算公式，得到第j年第k个时刻对应的光伏发电功率pjk，并得到k个组m年的光伏发电出力；

6.根据权利要求5所述的光伏发电出力预测方法，其特征在于，s4包括：

7.根据权利要求6所述的光伏发电出力预测方法，其特征在于，s5中，年平均光伏发电出力增幅的计算公式为：

8.根据权利要求7所述的光伏发电出力预测方法，其特征在于，s6中，按照下式预测未来光伏发电出力：

技术总结
本发明涉及太阳能发电技术领域，具体涉及一种光伏发电出力预测方法，包括以下步骤：S1、收集待监测区域每隔f年同一月份中每天k个时刻的太阳能辐射照度及温度，得到m个年份的数据；S2、按照k个时刻将m年收集到的该月份的数据分为对应的k组，计算出k个组m年中该月份的平均太阳能辐射照度和温度；S3、通过光伏发电出力计算公式计算k个组在m年中该月份的光伏发电出力；S4、计算k个组对应的单年光伏发电出力增幅；S5、计算年平均光伏发电出力增幅；S6、根据年平均光伏发电出力增幅预测未来n年该月份各时刻的光伏发电出力。本发明可以精确的预测出相应的光伏发电功率，为光伏发电电池的选择提供了帮助。

技术研发人员：卢俊峰,程茗扬,周亭杉,李香怡,杨岚,王宏基,蒋晶,孟子轩,赵桐,母嘉成,吴佳壕,胡思洋
受保护的技术使用者：西南石油大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16