光伏发电系统发电量预测方法和系统

1.一种光伏发电系统发电量预测方法，其特征在于，包括：
获得该光伏发电系统所在地区在未来预定时间内的气象参数信息，所述气象参数包括气温T、风向PW、风速Wv、降雨量R、风沙S、太阳辐射总量TI；
根据所述气象参数信息以及预先存储的各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系式，计算得出未来预定时间内的发电量信息；
将计算得出的发电量信息发送给电力调度系统；
所述函数关系式为：
Q＝f(T)+f(PW)+f(Wv)+f(R)+f(S)+f(TI)+…+f(X)
其中，X表示与该光伏发电系统发电量Q相关的某个气象参数，函数f(X)为在其它气象参数不变的情况下，参数X与发电量Q之间的函数；
所述f(X)的函数式为：
其中，Q(Xi)为在其它参数不变，仅参数X变化时的发电量，m为仅参数X变化时，发电量数据的个数。
2.根据权利要求1所述的预测方法，其特征在于，所述各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系的建立过程包括：
采集该光伏发电系统所在地区的气象参数信息；
运行该光伏发电系统，将采集得到的当天的气象参数信息与该光伏发电系统当天的发电量一一对应存储，得到预测数据库；
在函数关系建立阶段，根据所述预测数据库中的信息，建立该光伏发电系统的发电量与所述气象参数之间的函数关系式，所述函数关系建立阶段至少为一年。
3.根据权利要求2所述的预测方法，其特征在于，所述各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系的建立过程还包括：
在所述函数关系建立阶段，根据所述函数关系式计算得到的发电量的测量值与发电量的预测值的差值，计算得出所述预测值的误差范围。
4.根据权利要求3所述的预测方法，其特征在于，所述预测值的误差范围为[-S，+S]，其中，
Qi为发电量的测量值，Qfi为发电量的预测值，N为发电量的测量值个数。
5.根据权利要求3所述的预测方法，其特征在于，将计算得出的发电量信息发送给电力调度系统之后，还包括：
将计算得出的发电量的预测值与实际测量得出的发电量的测量值进行比较，判断二者的差值是否在所述误差范围内，如果否，将所述测量值及其对应的气象参数信息反馈到所述预测数据库，并更新该光伏发电系统的发电量与所述气象参数之间的函数关系式。
6.一种光伏发电系统发电量预测系统，其特征在于，包括：
气象参数信息获得单元，用于获得该光伏发电系统所在地区在未来预定时间内的气象参数信息，所述气象参数包括气温T、风向PW、风速Wv、降雨量R、风沙S、太阳辐射总量TI；
第一存储单元，用于存储各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系式；
第一计算单元，用于根据所述气象参数信息以及预先存储的各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系式，计算得出未来预定时间内的发电量信息；
发送单元，用于将计算得出的发电量信息发送给电力调度系统；
所述函数关系式为：
Q＝f(T)+f(PW)+f(Wv)+f(R)+f(S)+f(TI)+…+f(X)
其中，X表示与该光伏发电系统发电量Q相关的某个气象参数，函数f(X)为在其它气象参数不变的情况下，参数X与发电量Q之间的函数；
所述f(X)的函数式为：
其中，Q(Xi)为在其它参数不变，仅参数X变化时的发电量，m为仅参数X变化时，发电量数据的个数。
7.根据权利要求6所述的预测系统，其特征在于，还包括：
发电量监测单元，用于检测该光伏发电系统的发电量；
第二存储单元，用于将该光伏发电系统所在地区当天的气象参数信息与该光伏发电系统当天的发电量一一对应存储，得到预测数据库；
第二计算单元，用于根据所述预测数据库中的信息，建立该光伏发电系统的发电量与所述气象参数之间的函数关系式。
8.根据权利要求7所述的预测系统，其特征在于，还包括：
数据采集系统，设置于该光伏发电系统所在地区，用于采集该光伏发电系统所在地区的气象参数信息。
9.根据权利要求7所述的预测系统，其特征在于，还包括：
第三计算单元，用于根据所述函数关系式计算得到的发电量的测量值与发电量的预测值的差值，计算得出所述预测值的误差范围。
10.根据权利要求9所述的预测系统，其特征在于，还包括：
反馈单元，用于将计算得出的发电量的预测值与实际测量得出的发电量的测量值进行比较，判断二者的差值是否在所述误差范围内，如果否，将所述测量值及其对应的气象参数信息反馈到所述预测数据库。

光伏发电系统发电量预测方法和系统\n技术领域\n[0001] 本发明涉及光伏发电系统，更具体地说，涉及一种光伏发电系统发电量预测方法和系统。\n背景技术\n[0002] 随着光伏技术的不断发展，各种大型的光伏发电系统（即光伏电站）也逐渐兴起，并网后的光伏电站是对原有电力系统的一种补充，但是，由于光伏发电系统的原理是利用光电转换技术将光能转化为电能，其光电转换过程的效率高低严重取决于该光伏发电系统所在地区的气象条件，即，气温、风速等气象参数的波动将直接影响该光伏发电系统的发电量，换句话说，光伏发电系统并非一种持续稳定的供电系统，具有极度的波动性和间歇性，这必然给整个电力系统的电力调度带来极大的困难，一旦光伏发电系统的发电量发生极大的变化，将直接影响电网的稳定性。\n发明内容\n[0003] 本发明实施例提供一种光伏发电系统发电量预测方法和系统，能够提前预测该光伏发电系统的发电量，以便于电力系统及时调整电力调度情况，保证了电网的稳定性。\n[0004] 为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：\n[0005] 一种光伏发电系统发电量预测方法，包括：\n[0006] 获得该光伏发电系统所在地区在未来预定时间内的气象参数信息，所述气象参数包括气温T、风向PW、风速Wv、降雨量R、风沙S、太阳辐射总量TI；\n[0007] 根据所述气象参数信息以及预先存储的各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系式，计算得出未来预定时间内的发电量信息；\n[0008] 将计算得出的发电量信息发送给电力调度系统。\n[0009] 优选的，所述各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系的建立过程包括：\n[0010] 采集该光伏发电系统所在地区的气象参数信息；\n[0011] 运行该光伏发电系统，将采集得到的当天的气象参数信息与该光伏发电系统当天的发电量一一对应存储，得到预测数据库；\n[0012] 在函数关系建立阶段，根据所述预测数据库中的信息，建立该光伏发电系统的发电量与所述气象参数之间的函数关系式，所述函数关系建立阶段至少为一年。\n[0013] 优选的，所述各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系的建立过程还包括：\n[0014] 在所述函数关系建立阶段，根据所述函数关系式计算得到的发电量的测量值与发电量的预测值的差值，计算得出所述预测值的误差范围。\n[0015] 优选的，所述函数关系式为：\n[0016] Q＝f(T)+f(PW)+f(WV)+f(R)+f(S)+f(TI)+…+f(X)\n[0017] 其中，X表示与该光伏发电系统发电量Q相关的某个气象参数，函数f(X)为在其它气象参数不变的情况下，参数X与发电量Q之间的函数。\n[0018] 优选的，所述f(X)的函数式为：\n[0019] \n[0020] \n[0021] 其中，Q(Xi)为在其它参数不变，仅参数X变化时的发电量，m为仅参数X变化时，发电量数据的个数。\n[0022] 优选的，所述预测值的误差范围为[-S，+S]，其中，\n[0023] \n[0024] Qi为发电量的测量值，Qfi为发电量的预测值，N为发电量的测量值个数。\n[0025] 优选的，将计算得出的发电量信息发送给电力调度系统之后，还包括：\n[0026] 将计算得出的发电量的预测值与实际测量得出的发电量的测量值进行比较，判断二者的差值是否在所述误差范围内，如果否，将所述测量值及其对应的气象参数信息反馈到所述预测数据库，并更新该光伏发电系统的发电量与所述气象参数之间的函数关系式。\n[0027] 本发明实施例还公开了一种光伏发电系统发电量预测系统，包括：\n[0028] 气象参数信息获得单元，用于获得该光伏发电系统所在地区在未来预定时间内的气象参数信息，所述气象参数包括气温T、风向PW、风速Wv、降雨量R、风沙S、太阳辐射总量TI；\n[0029] 第一存储单元，用于存储各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系式；\n[0030] 第一计算单元，用于根据所述气象参数信息以及预先存储的各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系式，计算得出未来预定时间内的发电量信息；\n[0031] 发送单元，用于将计算得出的发电量信息发送给电力调度系统。\n[0032] 优选的，还包括：发电量监测单元，用于检测该光伏发电系统的发电量；\n[0033] 第二存储单元，用于将该光伏发电系统所在地区当天的气象参数信息与该光伏发电系统当天的发电量一一对应存储，得到预测数据库；\n[0034] 第二计算单元，用于根据所述预测数据库中的信息，建立该光伏发电系统的发电量与所述气象参数之间的函数关系式。\n[0035] 优选的，还包括：数据采集系统，设置于该光伏发电系统所在地区，用于采集该光伏发电系统所在地区的气象参数信息。\n[0036] 优选的，还包括：第三计算单元，用于根据所述函数关系式计算得到的发电量的测量值与发电量的预测值的差值，计算得出所述预测值的误差范围。\n[0037] 优选的于，还包括：反馈单元，用于将计算得出的发电量的预测值与实际测量得出的发电量的测量值进行比较，判断二者的差值是否在所述误差范围内，如果否，将所述测量值及其对应的气象参数信息反馈到所述预测数据库。\n[0038] 与现有技术相比，本发明实施例具有以下优点：\n[0039] 本发明实施例提供的光伏发电系统发电量预测方法和系统，通过提前预知该光伏发电系统在未来预定时间内的气象参数信息，之后根据该光伏发电系统发电量与各气象参数之间的函数关系式，计算得出在未来预定时间内，该光伏发电系统发电量的预测值，并将该预测值发送给电力调度系统，从而便于电力系统及时调整电力调度情况，保证了电网的稳定性。\n附图说明\n[0040] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。\n[0041] 图1为本发明实施例公开的光伏发电系统发电量预测方法的流程图；\n[0042] 图2为本发明实施例公开的各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系建立过程的流程图；\n[0043] 图3为本发明另一实施例公开的光伏发电系统发电量预测方法的流程图；\n[0044] 图4为本发明实施例公开的光伏发电系统发电量预测系统的结构图。\n具体实施方式\n[0045] 正如背景技术所述，光伏发电系统的发电量受天气情况影响严重，往往会出现因光伏发电系统发电量发生极大变化时，影响了电网的稳定性，出现这种问题的原因在于，由于无法提前得知光伏发电系统的发电量，导致无法及时的调整电力调度，从而影响电网的稳定性。\n[0046] 基于上述原因，本发明实施例公开了一种光伏发电系统发电量预测方法，该方法可提前根据光伏发电系统所在地区的气象预报情况，预测未来一定时间内的发电量，该方法包括以下步骤：\n[0047] 获得该光伏发电系统所在地区在未来预定时间内的气象参数信息，所述气象参数包括气温T、风向PW、风速Wv、降雨量R、风沙S、太阳辐射总量TI；\n[0048] 根据所述气象参数信息以及预先存储的各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系式，计算得出未来预定时间内的发电量信息；\n[0049] 将计算得出的发电量信息发送给电力调度系统。\n[0050] 本发明实施例通过提前获得该光伏发电系统在未来预定时间内的气象参数信息，之后根据该光伏发电系统发电量与各气象参数之间的函数关系式，计算得出在未来预定时间内该光伏发电系统发电量的预测值，并将该预测值发送给电力调度系统，从而便于电力系统及时调整电力调度情况，保证了电网的稳定性。\n[0051] 以上是本发明的核心思想，下面结合附图对本发明实施例进行进一步描述。\n[0052] 实施例一\n[0053] 本发明实施例公开的光伏发电系统发电量预测方法的流程图如图1所示，该方法包括以下步骤：\n[0054] 步骤S11：获得该光伏发电系统所在地区在未来预定时间内的气象参数信息，所述气象参数至少包括气温T、风向PW、风速Wv、降雨量R、风沙S、太阳辐射总量TI，当然，还可以包括其它影响光伏发电系统发电量的气象参数；\n[0055] 需要说明的是，在本实施例中获得所述气象参数信息的方式为，查询或接收该光伏发电系统所在地的气象局提供的未来预定时间内的气象参数信息，所述未来预定时间可根据电力调度系统的调度周期而定，也可以根据气象局提供的气象参数信息的准确性而定，如气象局可提供未来一个月内的气象参数信息，但是只有未来一个星期内的气象参数准确性高，因此，可以选择仅对未来一星期内的发电量进行预测。\n[0056] 在本发明其它实施例中还可为该光伏发电系统单独建立一数据采集系统，即气象站，仅针对该光伏发电系统所在地一定范围内的气象参数进行检测和预报，从而使天气预报的针对性更强，在一定程度上可提高天气预报的准确性。\n[0057] 步骤S12：根据所述气象参数信息以及预先存储的各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系式，计算得出未来预定时间内的发电量信息；\n[0058] 步骤S13：将计算得出的发电量信息发送给电力调度系统，之后再由电力调度系统根据发电量的预测值，对整个电网的电力配置进行调度，以避免发电量波动对电网稳定性的影响。\n[0059] 其中，对于步骤S12，本实施例中所述各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系是通过试运行该光伏发电系统一段时间后，根据统计得到的气象参数信息与发电量之间的对应关系建立的，该建立过程如图2所示，具体包括以下步骤：\n[0060] 步骤S121：采集该光伏发电系统所在地区的气象参数信息；\n[0061] 本实施例中采集该光伏发电系统所在地区的气象参数信息的方式为，在该光伏发电系统所在地区建立一个数据采集系统，用于采集该光伏发电系统所在地区的气象参数信息。根据气象参数的种类，该数据采集系统可包括分布在该光伏发电系统不同区域的多个温度计、风向标、风速测量设备等相应才测量设备。\n[0062] 对于气温T和太阳辐射总量TI等在一天内随时间变化而变化的气象参数来说，可以天为单位，将当天的平均值作为当天的该气象参数信息，或将光伏发电系统发电效率最高的时间段的平均值作为当天的该气象参数信息，本实施例可根据气象参数对发电量的影响情况选择气象参数的等效计算方式。如对于气温T来说，虽然随着温度的升高，系统的发电量减少，但是若一天内系统的发电量随温度的变化并不是很明显，则可将当天气温的平均值作为当天的温度信息，而对于太阳辐射总量TI来说，由于太阳辐射总量对发电量的影响较大，则就不存在其它等效计算方式，只需计算全天的辐射总量即可。\n[0063] 并且，获取各气象参数信息的方式可以由人工定时采集记录，最后汇总计算当天的气象参数信息，也可以由各测量设备自动采集，再直接发送给统一的计算机设备进行统一汇总，具体获取方式可由各气象参数的性质及其采集方式而定。\n[0064] 步骤S122：运行该光伏发电系统，将采集得到的当天的气象参数信息与该光伏发电系统当天的发电量一一对应存储，得到预测数据库；\n[0065] 在该步骤中，将该光伏发电系统的发电量进行监控，将一天内的发电总量跟当天的气象参数信息一一对应进行存储，还可以时间为参考，建立各气象参数与发电量的对应关系曲线，以便于直观的了解各气象参数对发电量的影响。\n[0066] 步骤S123：在函数关系建立阶段，根据所述预测数据库中的信息，建立该光伏发电系统的发电量与所述气象参数之间的函数关系式，所述函数关系建立阶段至少为一年，即至少运行该光伏发电系统一年后，才能初步得到完整的预测数据库。\n[0067] 本实施例中所述函数关系式为：\n[0068] Q＝f(T)+f(PW)+f(Wv)+f(R)+f(S)+f(TI)+…+f(X)；\n[0069] 其中，X表示与该光伏发电系统发电量Q相关的某个气象参数，函数f(X)为在其它气象参数不变的情况下，参数X与发电量Q之间的函数，下面以温度T与发电量Q之间的函数式的推导过程为例，说明上述关系式中f（X）的计算方式。\n[0070] 根据物理原理可知，在其它气象参数不变的情况下，外界温度升高，系统发电量减少，可知，温度与发电量之间是线性关系，建立函数模型为：Q(T)=K1T+b1，其中，K1、b1分别为该函数两个待定的参数，即该直线的斜率和截距，从所述预测数据库中查找出在其它气象参数条件相同的情况下，仅气温T变化的发电量数据Q(T1),Q(T2),Q(T3)......Q(Tn)，之后，采用最小二乘法拟合得到K1、b1的值，如下：\n[0071] \n[0072] \n[0073] 由此得出在其它气象参数不变的情况下，气温T与发电量Q（即f（T））之间的函数关系式：\n[0074] \n[0075] \n[0076] 以此类推，推导出其它气象参数与发电量Q之间的函数关系式，不同气象参数与发电量Q之间通用的函数关系式为：\n[0077] \n[0078] \n[0079] Q(Xi)为在其它参数不变，仅参数X变化时的发电量，m为仅参数X变化时，发电量数据的个数。\n[0080] 本实施例中在计算得出上述函数关系式后，为保证发电量预测值的准确性，还包括对所述函数关系式计算结果的修正过程，即步骤S124：在所述函数关系建立阶段，根据所述函数关系式计算得到的发电量的测量值与发电量的预测值的差值，计算得出所述预测值的误差范围。\n[0081] 该误差范围的计算方式为：取N组发电量的测量值和预测值，其中，发电量的测量值为Q1、Q2、Q3……Qi……QN，发电量的预测值为，Qf1、Qf2、Qf3……Qfi……QfN，所述预测值的误差范围为[-S，+S]，其中，\n[0082] \n[0083] 即，从理论上讲，若发电量的实际测量值在[Qfi-S,Qfi+S]的区间内，则表面预测准确，若发电量的实际测量值不在该区间内，则预测失误。\n[0084] 本实施例通过提前获得该光伏发电系统在未来预定时间内的气象参数信息，之后根据该光伏发电系统发电量与各气象参数之间的函数关系式，计算得出在未来预定时间内，该光伏发电系统发电量的预测值，并将该预测值发送给电力调度系统，从而便于电力系统及时调整电力调度情况，保证了电网的稳定性。\n[0085] 实施例二\n[0086] 与上一实施例不同的是，本实施例中增加了对上述预测方法的修正过程，具体的，如图3所示，将计算得出的发电量信息发送给电力调度系统之后，还包括步骤S14：将计算得出的发电量的预测值与实际测量得出的发电量的测量值进行比较，得到二者的差值；\n[0087] S15：判断二者的差值是否在所述误差范围内，如果是，则进入步骤S16，判定所述预测值准确，否则，进入步骤S17，将所述测量值及其对应的气象参数信息反馈到所述预测数据库，得到新预测数据库，之后根据新预测数据库中的数据信息，更新该光伏发电系统的发电量与所述气象参数之间的函数关系式。\n[0088] 本实施例中该更新过程如图3中所示，重新对所有预测数据库中的数据信息进行筛选、计算，得到新的函数关系式，在其它实施例中，也可仅根据新增数据，在原有函数关系式中增加新的修订项，对原有的函数关系式进行修订即可。\n[0089] 本实施例中通过增加数据反馈和函数关系式的更新过程，提高了发电量预测值的准确性。\n[0090] 实施例三\n[0091] 与以上方法实施例相对应，本实施例提供了一种光伏发电系统发电量预测系统，其结构图如图4所示，该系统包括：\n[0092] 气象参数信息获得单元41，用于获得该光伏发电系统所在地区在未来预定时间内的气象参数信息，所述气象参数包括气温T、风向PW、风速Wv、降雨量R、风沙S、太阳辐射总量TI；\n[0093] 本实施例中的气象参数信息获得单元41为与该光伏发电系统所在地区气象局进行信息交互，可直接接收气象局发送的气象参数信息，或是查询气象局检测的气象参数信息。\n[0094] 第一存储单元42，用于存储各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系式；\n[0095] 第一计算单元43，用于根据所述气象参数信息以及预先存储的各气象参数与该光伏发电系统发电量之间的函数关系式，计算得出未来预定时间内的发电量信息；\n[0096] 发送单元44，用于将计算得出的发电量信息发送给电力调度系统。\n[0097] 除此之外，该系统还包括：\n[0098] 发电量监测单元45，用于检测该光伏发电系统的发电量；\n[0099] 数据采集系统46，设置于该光伏发电系统所在地区，用于采集该光伏发电系统所在地区的气象参数信息，本实施例中优选采用数据采集系统获得该光伏发电系统所在地区当天的气象参数信息；\n[0100] 第二存储单元47，用于将该光伏发电系统所在地区当天的气象参数信息与该光伏发电系统当天的发电量一一对应存储，得到预测数据库；\n[0101] 第二计算单元48，用于根据所述预测数据库中的信息，建立该光伏发电系统的发电量与所述气象参数之间的函数关系式。\n[0102] 第三计算单元49，用于根据所述函数关系式计算得到的发电量的测量值与发电量的预测值的差值，计算得出所述预测值的误差范围。\n[0103] 反馈单元40，用于将计算得出的发电量的预测值与实际测量得出的发电量的测量值进行比较，判断二者的差值是否在所述误差范围内，如果否，将所述测量值及其对应的气象参数信息反馈到所述预测数据库。\n[0104] 以上各存储单元可设置在计算机CPU的同一位置，各计算单元设置在计算机CPU的同一位置。\n[0105] 本实施例中通过设置数据采集系统、第二存储单元、第二计算单元来计算得出光伏发电系统的发电量与所述气象参数之间的函数关系式，从而便于利用该函数关系式预测该光伏发电系统的发电量，并且，通过设置第三计算单元和反馈单元对该函数关系式进行修正和更新，从而提高了发电量预测值的准确性。\n[0106] 需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。\n[0107] 本领域技术人员可以理解，可以使用许多不同的工艺和技术中的任意一种来表示信息、消息和信号。例如，上述说明中提到过的消息、信息都可以表示为电压、电流、电磁波、磁场或磁性粒子、光场或以上任意组合。\n[0108] 结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件来实施，或者由硬件和处理器执行的软件模块的结合来实施。软件模块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、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。\n[0109] 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。\n对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。