一种基于光伏发电的发电量预测方法及系统

所属的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程及有关说明，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。需要说明的是，上述实施例提供的系统，仅以上述各功能模块的划分进行举例说明，在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块来完成，即将本发明实施例中的模块或者步骤再分解或者组合，例如，上述实施例的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。对于本发明实施例中涉及的模块、步骤的名称，仅仅是为了区分各个模块或者步骤，不视为对本发明的不当限定。本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的模块、方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，软件模块、方法步骤对应的程序可以置于随机存储器（ram）、内存、只读存储器（rom）、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom、或内所公知的任意其它形式的存储介质中。为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。

背景技术：

1、光伏发电输出受太阳辐射周期变化、气温、降水、云量、湿度等气象要素随机性变化的影响，具有明显的日、季节变化、以及不连续性和不确定性。然而现有技术中，对于光伏发电量的预测都是基于获取到的短时间内的实时气象数据进行函数计算，并不能实现快速预测，并且为了保证预测的准确性，每次计算前都需要采取大量的相关气象数据，就会耗费一定的时间，并不利于实现快速高效地预测，因此，如何提供一种基于光伏发电的发电量预测方法及系统是本领域技术人员急需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于光伏发电的发电量预测方法及系统，本发明通过建立历史气象数据模型，与实时采集到的气象数据进行比对查询，根据查询结果可以在短时间内快速对光伏发电进行预测，提高预测效率。

2、为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案：

3、一种基于光伏发电的发电量预测方法，包括:

4、获取光伏发电厂在未来的预设时间内的气象数据，所述气象数据包括日照时间t、风速v以及蒸发量r；

5、获取所述光伏发电厂的若干个历史气象数据，所述历史气象数据包括在预设时间内的历史日照时间、历史风速、历史蒸发量以及历史发电量，并根据若干个所述历史气象数据建立历史气象数据模型；其中，

6、所述历史气象数据模型内包括有若干个与所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量相对应地所述历史发电量的若干个数据集合；

7、根据所述气象数据与所述历史气象数据模型，查询是否存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量，并根据查询结果确定所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；其中，

8、当存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量时，将相对应地所述历史发电量作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

9、当不存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量时，根据所述气象数据计算确定所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量，将计算得到的所述发电量以及所述气象数据建立集合，并将所述集合输入至所述历史气象数据模型。

10、在本技术的一些实施例中，预先设定有预设日照时间矩阵t0和预设预测发电量矩阵a，对于所述预设预测发电量矩阵a，设定a(a1,a2,a3,a4)，其中a1为第一预设预测发电量，a2为第二预设预测发电量，a3为第三预设预测发电量，a4为第四预设预测发电量；

11、对于所述预设日照时间矩阵t0，设定t0(t01,t02,t03,t04),其中，t01为第一预设日照时间，t02为第二预设日照时间，t03为第三预设日照时间，t04为第四预设日照时间，且t01＜t02＜t03＜t04；

12、当不存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量时，根据t与所述预设日照时间矩阵t0之间的关系选定相应地预测发电量作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

13、当t＜t01时，选定所述第一预设预测发电量a1作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

14、当t01≤t＜t02时，选定所述第二预设预测发电量a2作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

15、当t02≤t＜t03时，选定所述第三预设预测发电量a3作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

16、当t03≤t＜t04时，选定所述第四预设预测发电量a4作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量。

17、在本技术的一些实施例中，预先设定有预设风速矩阵n0和预设预测发电量修正系数矩阵b，对于所述预设预测发电量修正系数矩阵b，设定b(b1,b2,b3,b4)，其中b1为第一预设预测发电量修正系数，b2为第二预设预测发电量修正系数，b3为第三预设预测发电量修正系数，b4为第四预设预测发电量修正系数，且0.8＜b1＜b2＜b3＜b4＜1；

18、对于所述预设风速矩阵n0，设定n0(n01,n02,n03,n04),其中，n01为第一预设风速，n02为第二预设风速，n03为第三预设风速，n04为第四预设风速，且n01＜n02＜n03＜n04；

19、当不存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量时，根据v与所述预设风速矩阵n0之间的关系选定相应地预测发电量修正系数以对各预测发电量进行修正；

20、当v＜n01时，选定所述第四预设预测发电量修正系数b4对所述第一预设预测发电量a1进行修正，修正后的预测发电量为a1*b4；

21、当n01≤v＜n02，选定所述第三预设预测发电量修正系数b3对所述第二预设预测发电量a2进行修正，修正后的预测发电量为a2*b3；

22、当n02≤v＜n03，选定所述第二预设预测发电量修正系数b2对所述第三预设预测发电量a3进行修正，修正后的预测发电量为a3*b2；

23、当n03≤v＜n04，选定所述第一预设预测发电量修正系数b1对所述第四预设预测发电量a4进行修正，修正后的预测发电量为a4*b1。

24、在本技术的一些实施例中，预先设定有预设蒸发量矩阵w0和预设预测发电量二次修正系数矩阵c，对于所述预设预测发电量二次修正系数矩阵c，设定c(c1,c2,c3,c4)，其中c1为第一预设预测发电量二次修正系数，c2为第二预设预测发电量二次修正系数，c3为第三预设预测发电量二次修正系数，c4为第四预设预测发电量二次修正系数，且1＜c1＜c2＜c3＜c4＜1.2；

25、对于所述预设蒸发量矩阵w0，设定w0(w01,w02,w03,w04),其中，w01为第一预设蒸发量，w02为第二预设蒸发量，w03为第三预设蒸发量，w04为第四预设蒸发量，且w01＜w02＜w03＜w04；

26、当不存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量时，根据r与所述预设蒸发量矩阵w0之间的关系选定相应地预测发电量二次修正系数以对修正后的各预测发电量进行二次修正；

27、当r＜w01时，选定所述第一预设预测发电量二次修正系数c1对修正后的所述第一预设预测发电量a1进行二次修正，二次修正后的预测发电量为a1*b4*c1；

28、当w01≤r＜w02，选定所述第二预设预测发电量二次修正系数c2对修正后的所述第二预设预测发电量a2进行二次修正，二次修正后的预测发电量为a2*b3*c2；

29、当w02≤r＜w03，选定所述第三预设预测发电量二次修正系数c3对修正后的所述第三预设预测发电量a3进行二次修正，二次修正后的预测发电量为a3*b2*c3；

30、当w03≤r＜w04，选定所述第四预设预测发电量二次修正系数c4对修正后的所述第四预设预测发电量a4进行二次修正，二次修正后的预测发电量为a4*b1*c4。

31、在本技术的一些实施例中，当存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量时，还包括：

32、确定与所述气象数据相对应地所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量所对应地所述数据集合的数量l，当l≥2时，计算与所述气象数据相对应地若干个所述数据集合中的所述历史发电量的平均值i，并确定各所述历史发电量与所述平均值i的差值u，根据所述平均值i以及所述差值u确定最终预测发电量，并将所述最终预测发电量作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；其中，

33、当各所述历史发电量与所述平均值i的所述差值u均为0时，将所述平均值i确定为所述最终预测发电量，并作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

34、当所述历史发电量与所述平均值i的所述差值u为正数的数量大于所述数据集合的数量l的1/2时，将所述平均值i乘以第一预设系数g1，并将i*g1确定为所述最终预测发电量，并作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

35、当所述历史发电量与所述平均值i的所述差值u为正数的数量等于所述数据集合的数量l的1/2时，将所述平均值i乘以第二预设系数g2，并将i*g2确定为所述最终预测发电量，并作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

36、当所述历史发电量与所述平均值i的所述差值u为正数的数量小于所述数据集合的数量l的1/2时，将所述平均值i乘以第三预设系数g3，并将i*g3确定为所述最终预测发电量，并作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；且1＞g1＞g2＞g3＞0.9。

37、为了实现上述目的，本发明还相应地提供了一种基于光伏发电的发电量预测系统，应用于所述的基于光伏发电的发电量预测方法中，包括：

38、获取模块，用于获取光伏发电厂在未来的预设时间内的气象数据，所述气象数据包括日照时间t、风速v以及蒸发量r；

39、处理模块，用于获取所述光伏发电厂的若干个历史气象数据，所述历史气象数据包括在预设时间内的历史日照时间、历史风速、历史蒸发量以及历史发电量，并根据若干个所述历史气象数据建立历史气象数据模型；其中，

40、所述历史气象数据模型内包括有若干个与所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量相对应地所述历史发电量的若干个数据集合；

41、预测模块，用于根据所述气象数据与所述历史气象数据模型，查询是否存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量，并根据查询结果确定所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；其中，

42、当存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量时，将相对应地所述历史发电量作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

43、当不存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量时，根据所述气象数据计算确定所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量，将计算得到的所述发电量以及所述气象数据建立集合，并将所述集合输入至所述历史气象数据模型。

44、在本技术的一些实施例中，所述预测模块内预先设定有预设日照时间矩阵t0和预设预测发电量矩阵a，对于所述预设预测发电量矩阵a，设定a(a1,a2,a3,a4)，其中a1为第一预设预测发电量，a2为第二预设预测发电量，a3为第三预设预测发电量，a4为第四预设预测发电量；

45、对于所述预设日照时间矩阵t0，设定t0(t01,t02,t03,t04),其中，t01为第一预设日照时间，t02为第二预设日照时间，t03为第三预设日照时间，t04为第四预设日照时间，且t01＜t02＜t03＜t04；

46、所述预测模块还用于当不存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量时，根据t与所述预设日照时间矩阵t0之间的关系选定相应地预测发电量作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

47、当t＜t01时，选定所述第一预设预测发电量a1作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

48、当t01≤t＜t02时，选定所述第二预设预测发电量a2作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

49、当t02≤t＜t03时，选定所述第三预设预测发电量a3作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

50、当t03≤t＜t04时，选定所述第四预设预测发电量a4作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量。

51、在本技术的一些实施例中，所述预测模块内预先设定有预设风速矩阵n0和预设预测发电量修正系数矩阵b，对于所述预设预测发电量修正系数矩阵b，设定b(b1,b2,b3,b4)，其中b1为第一预设预测发电量修正系数，b2为第二预设预测发电量修正系数，b3为第三预设预测发电量修正系数，b4为第四预设预测发电量修正系数，且0.8＜b1＜b2＜b3＜b4＜1；

52、对于所述预设风速矩阵n0，设定n0(n01,n02,n03,n04),其中，n01为第一预设风速，n02为第二预设风速，n03为第三预设风速，n04为第四预设风速，且n01＜n02＜n03＜n04；

53、所述预测模块还用于当不存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量时，根据v与所述预设风速矩阵n0之间的关系选定相应地预测发电量修正系数以对各预测发电量进行修正；

54、当v＜n01时，选定所述第四预设预测发电量修正系数b4对所述第一预设预测发电量a1进行修正，修正后的预测发电量为a1*b4；

55、当n01≤v＜n02，选定所述第三预设预测发电量修正系数b3对所述第二预设预测发电量a2进行修正，修正后的预测发电量为a2*b3；

56、当n02≤v＜n03，选定所述第二预设预测发电量修正系数b2对所述第三预设预测发电量a3进行修正，修正后的预测发电量为a3*b2；

57、当n03≤v＜n04，选定所述第一预设预测发电量修正系数b1对所述第四预设预测发电量a4进行修正，修正后的预测发电量为a4*b1。

58、在本技术的一些实施例中，所述预测模块内预先设定有预设蒸发量矩阵w0和预设预测发电量二次修正系数矩阵c，对于所述预设预测发电量二次修正系数矩阵c，设定c(c1,c2,c3,c4)，其中c1为第一预设预测发电量二次修正系数，c2为第二预设预测发电量二次修正系数，c3为第三预设预测发电量二次修正系数，c4为第四预设预测发电量二次修正系数，且1＜c1＜c2＜c3＜c4＜1.2；

59、对于所述预设蒸发量矩阵w0，设定w0(w01,w02,w03,w04),其中，w01为第一预设蒸发量，w02为第二预设蒸发量，w03为第三预设蒸发量，w04为第四预设蒸发量，且w01＜w02＜w03＜w04；

60、所述预测模块还用于当不存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量时，根据r与所述预设蒸发量矩阵w0之间的关系选定相应地预测发电量二次修正系数以对修正后的各预测发电量进行二次修正；

61、当r＜w01时，选定所述第一预设预测发电量二次修正系数c1对修正后的所述第一预设预测发电量a1进行二次修正，二次修正后的预测发电量为a1*b4*c1；

62、当w01≤r＜w02，选定所述第二预设预测发电量二次修正系数c2对修正后的所述第二预设预测发电量a2进行二次修正，二次修正后的预测发电量为a2*b3*c2；

63、当w02≤r＜w03，选定所述第三预设预测发电量二次修正系数c3对修正后的所述第三预设预测发电量a3进行二次修正，二次修正后的预测发电量为a3*b2*c3；

64、当w03≤r＜w04，选定所述第四预设预测发电量二次修正系数c4对修正后的所述第四预设预测发电量a4进行二次修正，二次修正后的预测发电量为a4*b1*c4。

65、在本技术的一些实施例中，所述预测模块还用于当存在与所述气象数据相对应地所述数据集合中的所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量时，确定与所述气象数据相对应地所述历史日照时间、所述历史风速以及所述历史蒸发量所对应地所述数据集合的数量l，当l≥2时，计算与所述气象数据相对应地若干个所述数据集合中的所述历史发电量的平均值i，并确定各所述历史发电量与所述平均值i的差值u，根据所述平均值i以及所述差值u确定最终预测发电量，并将所述最终预测发电量作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；其中，

66、当各所述历史发电量与所述平均值i的所述差值u均为0时，将所述平均值i确定为所述最终预测发电量，并作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

67、当所述历史发电量与所述平均值i的所述差值u为正数的数量大于所述数据集合的数量l的1/2时，将所述平均值i乘以第一预设系数g1，并将i*g1确定为所述最终预测发电量，并作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

68、当所述历史发电量与所述平均值i的所述差值u为正数的数量等于所述数据集合的数量l的1/2时，将所述平均值i乘以第二预设系数g2，并将i*g2确定为所述最终预测发电量，并作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；

69、当所述历史发电量与所述平均值i的所述差值u为正数的数量小于所述数据集合的数量l的1/2时，将所述平均值i乘以第三预设系数g3，并将i*g3确定为所述最终预测发电量，并作为所述光伏发电厂在未来的预设时间内的发电量；且1＞g1＞g2＞g3＞0.9。

70、本发明提供了一种基于光伏发电的发电量预测方法及系统，与现有技术相比，其有益效果在于：

71、本发明通过采集未来时间内的气象数据，通过气象数据的日照时间、风速以及蒸发量与预设的历史气象数据模型进行比对，当存在比对结果一致的参数时，可以快速进行发电量预测，当不存在时，根据最影响光伏发电的核心影响参数，快速进行发电量预测，改变了传统方式中需要采集大量数据进行函数计算的方式，从而实现更加迅速准确地光伏发电预测，便于电力系统及时调整电力调度情况，维护了电网运行的的稳定性。