基于BP-ANN的光伏发电功率超短期预测方法

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1、2014年6月吉林电力Jun．2014第42卷第3期(总第232期)JilinElectricPowerVot．42No．3(Ser．No．232)基于BP—ANN的光伏发电功率超短期预测方法Ultra——short—termForecastingMethodforPhotovoltaicGenerationOutputPowerBasedonBP—ANN常学飞，杨薏霏。，王志煜。，李德鑫，袁野(1．国网吉林省电力有限公司电力科学研究院，长春130021；2．国网长春供电公司，长春130021；3．国网通化供电公

2、司，吉林通化134001)摘要：针对光伏发电的间歇性和波动性问题，采用基于BP—ANN建立光伏发电系统输出功率超短期预测模型，利用输出功率的历史值、过往及预测日气象信息，对输出功率进行预测，并提出适用的预i炅4流程及预测误差评估方法。实际应用以及与实时监测数据对比，表明该方法方法误差较小，合格率较高，能够满足应用的要求。关键词：光伏发电；功率预测；超短期；BP—ANNAbstract：Aimingattheintermittentandfluctuationissueinphotovoltaic(PV)gener

3、ation，anultra—short—termpredictionmodelbasedonBP—ANNisproposedtoforecasttheoutputpowerofPVsystem．Historicaloutputdata，thepastandforecastedmeteorologyinformationhavebeenadoptedtoforecasttheoutputpower．Applicableforecastingprocessanderrorevaluationmethodhavebee

4、nproposed．Practicalapplicationandcomparisonwithreal—timemonitoringdataprovesthatthismethodshowslowerror，higherqualificationrate，whichcouldmeettheapplicationrequirements．Keywords：photovoltaicgeneration；outputpowerforecasting；ultra—short—term；BP-ANN中图分类号：TM615；

5、TM7l5．1文献标志码：A文章编号：1009—5306(2014)03—0024—03随着大型光伏电站的并网运行，光伏发电的间法和直接预测法同时进行，采用统计建模方案[4建歇性和波动性等特性，给电力调度工作带来了许多立短期预测模型。间接预测法以光伏电站环境监测困难和挑战口]。建立光伏发电功率预测系统，对保持站历史气象数据为基础，运用BP—ANN(反向传播一电力系统安全稳定具有重要意义。人工神经网络)统计法建立统计预测模型，输入环境对于光伏发电功率的预报，目前大多数依靠卫监测站实时气象数据获得辐射超短期预报，然后

6、通星图片和气象数据，预报主要依靠多年的太阳辐射过光电能量转换模型获得超短期光伏功率预测。直的历史数据以及精确计算地表太阳辐射。根据预测接预测法以光伏电站历史运行功率数据和环境监测的时间尺度可分为超短期预测、短期(日前)预测、中站历史气象数据为基础，运用BP—ANN神经网络统长期预测。超短期预测≈]一般预报时效为O～4h，计法建立统计预测模型，并以光伏电站实时功率数主要采用数理统计方法、物理统计综合方法，用于修据和环境监测站实时气象数据为输入，实现超短期正日前计划曲线；日前预测预报时效一般O～24h，光伏发电功率预

7、测_s。]。以数值天气预报方法为主，主要用于电力系统的功率平衡和经济调度、日前计划制定、电力市场交易1BP—ANN法等；中长期预测主要用于系统的检修安排，发电量的预测等。BP—ANN是一种多层前馈神经网络，源于网络针对超短期预测，采用的预测方式为间接预测权值的调整规则采用的是后向传播学习算法，即BP收稿日期：2014—05—03作者简介：常学飞(1984)，男，工程师，从事新能源并网发电技术方面的研究。·24·2014年6月吉林电力Jun．2014第42卷第3期(总第232期)JilinElectricPower

8、Vo1．42No．3(Ser．No．232)学习算法。BP—ANN原理如图1所示。网络的信号隐含层传送由正向传播与反向传播两部分组成，在正向传播阶段，学习样本送人输入层，经隐层逐层运算后，风速传至输出层，每一层神经元的状态只影响下一层神风向正弦经元的状态，如果在输出层没有得到期望的输出结果，即网络的实际输出与期望输出之间存在误差，则风向余弦层计算输出层的误差变化值，然后进