光伏发电出力预测技术初探

涂传旺

摘要：当前，由于我国的科学技术进步非常快速，实施确切的光伏发电出力预测技术能够给高比例的光伏接入之后对系统的可靠平稳运行和经济性提供了十分关键的保障。而如今我国在光伏发电出力预测的技术上相关研究依旧身处普遍研究环节，本篇文章总结归纳了对光伏发电出力预测技术展开的研究结果。最开始介绍了光伏发电预测的作用分析，接着阐述了影响光伏发电的各种因素，最后分别整理说明了目前广泛运用的预测措施及技术、预测成效的衡量指标并展开了分类，并讨论了将来光伏发展及出力预测的进步趋势。

关键词：光伏发电出力;预测技术;评价指标

1.光伏发电预测的作用

1.1增强电网运行的稳定性与光的吸收能力

由于光伏发电存在一定的任意性、间断性与不稳定性的特点，因此会给电网的安全稳定运行造成大量的问题，如果通过电网调度部门以往的方式只得进行断电来处理，但光伏电站在电网结构中的占比加大代表光伏发电预测系统的重要性增加了，这意味着预测技术增强了电网运行的稳定性与光的吸收能力，从而可以起到帮助电网调度部门制定各种电力调度计划的作用。

1.2降低由停电造成的损耗

由于电网的功率限制很低，要想增强光伏电站运行管理的效率，提高光伏发电的准确性，就需要强化电网吸收太阳光的能力，在减少对光伏管理者由停电导致的经济损耗的同时提升光伏电站的投资回报。国内的新型高准确度的光伏发电预测技术能够给业主提供七日的短期功率预测，它还能给光伏电站的工作人员恰当的提供光伏电站的运行管理措施。

2光伏发电的影响因素

2.1太阳辐照强度

辐照强度指的是在单位时间内，纵向投射在地球外表层某个单位面积中的太阳辐射能量，这种辐照强度无时无刻不影响着光伏效应的形成效率，由于硅是光伏电池材料中的关键元素，一旦太阳的辐射增强，就会使得电子和空隙在硅元素中不断的移动，在这时候，电场就会在硅元素的电池内形成，因为电场可以在外部产生负载时接入，才能进一步产生电流，输出电功率。

2.2温度

光伏电池板的外表层温度是影响其功能性的关键因素，这个因素是不容小觑的。在光伏电池板的运行中功能会随着温度的增加而减弱，原因是温度的增加会导致电池板中含有的载流子发生迁移，部分载流子的扩散长度与使用寿命还会缩短。由于光伏电池具备较好的吸热功能，使得其温度会在使用过程中明显的增加，进而影响光伏发电系统的光电转换性。

2.3风速

风速的干扰也会对光伏电池的功能造成影响，主要是由于它与光伏面板的温度及灰尘积累有关系。风能够加快光伏面板表层的气流速度，而空气的流通又能够使光伏面板的热传递加快，从而降低面板温度。

3光伏发电功率预测技术

3.1直接预测技术和间接预测技术

直接预测技术就是通过已存在的天气预报和发电站的功率数据资料进行分析，将直接获取到预测的最终结果，这种方式主要运用在时间范围较短时进行。而间接预测技术就是对输出的功率进行预测之前，第一步按照相应的模型先预测有关的气象因子，在这个前提下来对太阳的总辐射强度进行预测，接着参考设备历史运行功率和监测数据，最终对光伏电站的输出功率进行预测，这种需要进行数据监测的方式通常应用在时间范围较长时。在直接预测技术中，由于时间范围的差别或者气象条件的不同都会使得设备的功率数据产生相应的变化，所以导致模型的建立具有挑战性，且性能也不高。在间接预测技术当中，应该创建多个预测模型，还得按照各种预测模型来预测气象因子，整个工作流程比较繁琐。

3.2物理预测技术和统计预测技术

物理预测技术就是按照光伏电站所处的地点常见的太阳辐照信息、地理条件资料和气象状况，再通过太阳光辐照输送和光伏组件工作的计算方式等物理算术途径展开预测;统计预测方式则是按照所参照的历史气象数据、功率记录等来找到统计的规律，按照规律再预测输出功率。其中物理方式不用参照历史数据，只需知晓光伏电站所处地理位置状况与光伏组件的资料，再通过现场了解到的数据就能展开预测，所以一般运用在新建的电站里，可是这种方式存在建模难，且各种时间范围内或天气条件下的光伏组件参数变化缓慢，以至于对参数的辨识度较低，所以物理技术来进行预测对干扰能力的预防不够，使用率不高。与之不同的是，统计技术不是特别在意光伏电站的地理位置与光伏组件的信息，它主要是根据气象条件与功率信息与运行情况等历史数据来寻找规律，进一步预测模型。

3.3超短期、短期和中长期预测

超短期预测的时间范围为0到6小时内进行的功率预测，这种预测方式是用来得知功率的瞬变信息。在进行超短期预测时，首先通过实时的查看卫星云图，取得功率预测的标准数据，再与天气预报或地面观测站检测所得的数据相结合后展开预测，这种超短期预测还能够利用统计技术实施。短期预测的时间范围为6小时到1个月之间，能够用来制定光伏电站的分配计划、压力承载和电力市场交易计划，和超短期的预测方式比较得知，短期预测不用参照卫星云图，秩序按照天气预报的大致数据就能做好预测，所以降低了数据量的需求量和对气象数据的时空分辨率。还有一种中长期预测，其时间范围为1个月至1年，主要是应用于对地区光资源、光伏电站创建方面，这种技术是按照当地的历史光资源数据等资料，来对以后较长时间当中的光伏发电输出功率进行预测。

3.4单场预测技术和区域预测技术

单场预测技术指的是对个别光伏电站的功率进行预测，主要是给光伏发电运营商提供关于功率的预测信息，起到改善和控制的作用。区域预测技术则是预测个别区域中多个光伏电站总输出功率，这种预测方式能够给某个地区的光伏发电输出功率情况提供参考，预先了解光伏发电出力和波动现象，给电力部门制定光伏与火力、水力、风力发电的协调调度计划提供参考，减少光伏电站功率输出的不稳定性给电网和负载带来的冲击。

結语

总的来说，我国具有各种各样的光伏功率预测方式，并且预测技术在就慢慢的变得完善。由于光伏电站的运行状况十分繁琐，需要根据因地制宜的方式实施我国光伏电站功率预测技术，不但能够极大的增强光伏发电的效率，还能给电网的科学调度提供保障和依据。

参考文献

[1]陈垣毅.风能及光伏发电功率短期预测方法研究[D].浙江大学，2019.

[2]黄超辉.微电网的发电和负荷预测及其模糊控制研究[D].湖南大学，2019.