大容量并网型光伏电站功率预测预报系统设计

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1、第３５卷第５期Ｖｏｌ．３５Ｎｏ．５２０１１年１０月２０日Ｏｃｔ．２０，２０１１大容量并网型光伏电站功率预测预报系统设计程序，周海，崔方，丁杰（国网电力科学研究院／南京南瑞集团公司，江苏省南京市２１０００３）摘要：阐述了一种大容量并网型光伏电站功率预测系统的设计、预测输入数据源、太阳辐射和温度预测、光电功率预测，给出了一个算例。通过现场实际验证表明，本方案具有较好的预报效果，对电网调度和光伏电站经济运行有较好的指导意义。关键词：光伏电站；太阳辐射预报；光伏功率预报；预报系统设计０引言例进行了验证，结果表明，本设计方案具有较强的实用性，能够满足电网调度部门和光伏

2、电站的实际业进入２１世纪，全球经济增长引发的能源消耗达务需求。到了前所未有的程度。目前，常规化石燃料能源不仅在满足人类社会发展上已经捉襟见肘，而且因化１光伏电站功率预测系统设计石燃料过度消耗引起的全球变暖以及生态环境恶化光伏电站功率预测系统的设计分为硬件和软件给人类带来了更大的生存威胁。因此，能源和环境２个部分。的可持续发展已成为人类最关心的重大问题之硬件部分主要包括光伏电站实时气象监测站、［１］一，大力发展太阳能光伏发电是解决这个重大问数据接收服务器、外网数值天气预报下载服务器、运题的理想选择。算服务器等。数据接收服务器实时接收气象监测站太阳能光伏发电作为

3、一种重要的分布式电源，和气象卫星云图数据，外网数值天气预报下载服务正逐渐从独立系统向大规模并网方向发展。目前，器定时下载接收数值天气预报数据，运算服务器将并网型光伏电站是太阳能发电的主要利用形式之接收到的相关数据进行计算并展示预测结果。一，它具有太阳能利用率高、无需储能设备、发电能根据电网调度运行部门和光伏电站运行管理部力强等优点，但也面临着诸如电能波动性大、利用时门的实际需求，软件部分由短期功率预测和超短期段短等问题。功率预测２部分组成。光伏电站功率预测系统软件光伏发电功率预测是解决上述问题的有效手设计流程如图１所示。短期功率预测部分首先输入段，通过准确的

4、光伏发电功率预测，能够有效减轻光精细化数值天气预报数据，进行短期太阳辐射和温伏发电功率波动对电网安全的影响，提高光电并网度预测，其结果输入光电转换功率预测模型，进行短比例和利用效率。期功率预测；超短期功率预测部分输入光伏电站气当前国内外已有不少研究机构开展了相关的光象监测站实时数据和气象卫星云图实时数据，进行［２－１０］伏发电功率预测研究和应用，这些研究分别从超短期太阳辐射和温度预测，其结果输入光电转换预测方法、预报时效、预报时间分辨率、预测模型参功率预测模型，进行超短期功率预测；最后对这２类数校正等多个方面对光伏发电功率预测进行了分析功率预测结果进行展示和

5、应用。和论证。从整体上对并网型光伏电站功率预测系统进行规划和设计的研究尚不多见。本文通过光伏电站功率预测系统的设计、预测输入数据源、短期和超短期太阳辐射预测、光电功率预测等几个方面对光伏发电功率预测系统整体设计进行了阐述，并以实际案收稿日期：２０１１－０１－１２；修回日期：２０１１－０８－０９。图１光伏电站功率预测系统软件设计流程国家电网公司科技项目（ＳＧ－０９０６１）；甘肃省电力公司科技项为了降低组件系统自身带来的损耗，功率的信目（２０１０５０１０６５）。—１—２０１１，３５（５）息采集点越靠前越佳，目前常规的功率信息采集点３太阳辐射和温度预测是在逆变器端

6、，本预测系统的设计亦是基于这一原根据预测方法原理和预测需求的不同，可将太则，以逆变器端输出有功功率为预测对象。阳辐射和温度预测分为短期和超短期２类。２输入数据源根据短期太阳辐射和温度预测结果进行短期功率预测，能够满足电网调度部门和光伏电站运行管２．１精细化数值天气预报数据理部门制定次日发电计划的需求，便于电网调度部以高级区域预报系统（ａｄｖａｎｃｅｄｒｅｇｉｏｎａｌ门协调不同电源间的优化组合，提高光伏发电资源ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ，ＡＲＰＳ）模式的资料分析系统的利用率。根据超短期太阳辐射和温度预测结果进（ＡＲＰＳｄａｔａａｎａｌｙｓｉｓｓｙｓｔｅｍ

7、，ＡＤＡＳ）为基础，通过行超短期功率预测，能够满足电网调度部门实时调Ｉｎｔｅｒｎｅｔ实时获取ＧＦＳ（全球预报系统）背景场，结整发电计划曲线，保障电力系统的电量平衡和安全合气象系统内部本地大量实时观测资料（包括探空稳定。观测（ｒａｗｉｎｓｏｎｄｅｏｂｓｅｒｖａｔｉｏｎｓ）和地面气象站观３．１短期太阳辐射和温度预测测），重建中尺度区域模式所需的精细化初始场。在为了提高短期太阳辐射和温度预测的准确率，获得精细化初始客观分析场的基础上，调试中尺度需在现有精细化气象数值天气预报模式系统的基础区域模式———天气研究和预报（ｗｅａｔｈｅｒｒｅｓｅａｒｃｈ上，输入光伏电站气

8、象监测站实时数据、光伏电站基ａｎｄｆｏｒｅｃａｓｔｉ