一种基于光伏发电的功率预测方法、装置和终端设备与流程

本发明涉及光伏出力预测的，尤其涉及一种基于光伏发电的功率预测方法、装置和终端设备。

背景技术：

1、构建以可再生能源为主体的新型电力系统是实现能源绿色低碳转型、践行双碳目标的具体举措之一。光伏以其建设的便捷性成为可再生能源的重要组成部分。认清光伏资源的空间分布特性和光伏出力的波动特性是光伏资源开发规划科学决策的基础，需要构建光伏出力转化模型，对潜在光伏电站的出力序列进行模拟，从而支撑光伏电站布局优化和电网建设规划。

2、而电力系统的供需平衡是保证稳定供电的基础。光伏发电作为可再生能源，其出力受到多种因素的影响，如天气、季节、时间等，具有不稳定性。对光伏出力进行预测和管理，可以更好地掌握电力系统的供需情况，避免因光伏出力的波动引起的电力供应不足或过剩问题。而且，光伏发电的建设和运营成本较高，而且光伏电池板的效率还容易受温度影响，从而通过对光伏的出力进行预测和管理，可以合理规划光伏电站的建设和运营，降低运营成本。但当前对于光伏发电的功率计算，未考虑到光伏组件的板面的温度影响，从而会使得在低温寒潮天气下对于风电出力预测会出现偏差较大的问题，即会导致计算结果与实际情况存在一定的偏差，不利于规划决策以及不利于降低光伏电站的运营成本。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种基于光伏发电的功率预测方法、装置和终端设备，能有效解决现有技术中未考虑到光伏组件的板面的温度影响，从而会导致计算结果与实际情况存在一定的偏差，不利于规划决策以及不利于降低光伏电站的运营成本的问题。

2、本发明一实施例提供了一种基于光伏发电的功率预测方法，包括：

3、获取光伏电站中光伏组件的环境温度、直射辐照强度以及散射辐照强度；

4、根据所述直射辐照强度以及散射辐照强度，计算得到所述光伏组件的实际辐照强度；

5、根据所述环境温度以及实际辐照强度，计算得到所述光伏组件的板面温度；

6、根据所述板面温度与预设温度值的温差，以及光伏组件对应的输出电压和输出电流，生成光伏电站对应的光伏发电功率。

7、优选地，所述获取光伏电站中光伏组件的环境温度、直射辐照强度以及散射辐照强度，包括：

8、获取所述光伏电站中一光伏组件所在的位置信息；其中，所述位置信息，包括经度信息和维度信息；

9、根据所述位置信息，从外部监测设备中提取对应的环境温度、直射辐照强度以及散射辐照强度。

10、优选地，在计算得到所述光伏组件的实际辐照强度之前，还包括：

11、获取光伏电站中一光伏组件对应的倾角以及太阳入射角；

12、所述根据所述直射辐照强度以及散射辐照强度，计算得到所述光伏组件的实际辐照强度，包括：

13、根据如下公式计算得到光伏组件的实际辐照强度：

14、

15、其中，ge为光伏组件的实际辐照强度；gdn为气象监测设备测量或数值天气预报输出的直射辐照强度；gdif为气象监测设备测量或数值天气预报输出的散射辐照强度；gt为气象监测设备测量或数值天气预报输出的总辐照强度；z'为光伏组件的倾角；θi为太阳入射角；ρ为地面反射系数。

16、优选地，所述根据所述环境温度以及实际辐照强度，计算得到所述光伏组件的板面温度，包括：

17、根据如下公式计算得到光伏组件的板面温度：

18、tm＝ta+k·ge；

19、其中，tm为光伏组件的板面温度；ta为环境温度；ge为光伏组件的实际辐照强度；k为温度的修正系数。

20、优选地，所述根据所述板面温度与预设温度值的温差，以及光伏组件对应的输出电压和输出电流，生成光伏电站对应的光伏发电功率，包括：

21、根据如下公式计算得到光伏组件对应的输出电压和输出电流：

22、

23、umpp＝umrefln(e+bδg)(1-cδt)；

24、其中，umpp为输出电压，impp为输出电流，imref光伏组件在标准工况下的预设输出电流，ge为光伏组件的实际辐照强度，gref是预设太阳辐照强，δt为板面温度与预设温度值的温差，umref光伏组件在标准工况下的预设输出电压，δg为实际辐照强度与预设太阳辐照强的辐照强度差值，a、b、c分别为不同的补偿系数；

25、根据如下公式计算得到光伏组件的直流输出功率：

26、pdc＝impp×umpp；

27、其中，pdc为光伏组件的直流输出功率；

28、根据光伏组件的直流输出功率、光伏电站中光伏组件的运行数量以及逆变器效率，计算得到光伏电站对应的光伏发电功率。

29、优选地，所述根据光伏组件的直流输出功率、光伏电站中光伏组件的运行数量以及逆变器效率，计算得到光伏电站对应的光伏发电功率，包括：

30、根据如下公式进行计算光伏电站对应的光伏发电功率：

31、pac＝n×pdc×k1×k2×k3×ηinv；

32、其中，pac为光伏电站对应的光伏发电功率，n是光伏电站中光伏组件的运行数量，k1为光伏组件的老化损失系数，k2为光伏组件的失配损失系数，k3为尘埃遮挡的损失系数，ηinv为并网的逆变器效率。

33、在上述的方法实施例的基础上，本发明对应提供了装置项实施例。

34、本发明一实施例提供了一种基于光伏发电的功率预测装置，包括：数据获取模块、辐照强度计算模块、板面温度计算模块以及功率计算模块；

35、所述数据获取模块，用于获取光伏电站中光伏组件的环境温度、直射辐照强度以及散射辐照强度；

36、所述辐照强度计算模块，用于根据所述直射辐照强度以及散射辐照强度，计算得到所述光伏组件的实际辐照强度；

37、所述板面温度计算模块，用于根据所述环境温度以及实际辐照强度，计算得到所述光伏组件的板面温度；

38、所述功率计算模块，用于根据所述板面温度与预设温度值的温差，以及光伏组件对应的输出电压和输出电流，生成光伏电站对应的光伏发电功率。

39、优选地，所述功率计算模块，用于根据光伏组件的直流输出功率、光伏电站中光伏组件的运行数量以及逆变器效率，计算得到光伏电站对应的光伏发电功率，包括：

40、所述功率计算模块，根据如下公式进行计算光伏电站对应的光伏发电功率：

41、pac＝n×pdc×k1×k2×k3×ηinv；

42、其中，pac为光伏电站对应的光伏发电功率，n是光伏电站中光伏组件的运行数量，k1为光伏组件的老化损失系数，k2为光伏组件的失配损失系数，k3为尘埃遮挡的损失系数，ηinv为并网的逆变器效率。

43、在上述的方法实施例的基础上，本发明对应提供了终端设备项实施例。

44、本发明另一实施例提供了一种终端设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中且被配置为由所述处理器执行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述发明实施例所述的一种基于光伏发电的功率预测方法。

45、在上述的方法实施例的基础上，本发明对应提供了存储介质项实施例。

46、本发明另一实施例提供了一种存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行上述发明实施例所述的一种基于光伏发电的功率预测方法。

47、通过实施本发明具有如下有益效果：

48、本发明实施例提供了一种基于光伏发电的功率预测方法、装置和终端设备，所述功率预测方法，首先根据获取的直射辐照强度以及散射辐照强度，计算得到光伏电站中的一光伏组件的实际辐照强度后，基于当前的环境温度以及实际的辐照强度，可以计算得到所述光伏组件的板面温度，从而在计算光伏电站对应的光伏发电功率时，可以基于当前的板面温度以及光伏组件对应的设备参数，如输出电压和输出电流，生成最终预测得到的光伏发电功率。则本发明可以基于当前实际的板面温度进行预测出实际的光伏发电功率，从而考虑了光伏组件中温度的影响因素，而通过实测的环境温度以及辐照强度数据对光伏电站的光伏发电功率进行计算和预测，与现有技术相比，本发明可以解决在低温寒潮天气下风电出力的预测会出现偏差较大的问题，基于实际的温度进行计算可以使得最终的发电功率预测更加准确，则本发明可以实现更加精准的光伏发电站规划决策，以及有利于降低光伏电站的运营成本。