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光伏预测系统的系统总体设计方案

来源:叁仟能源网 时间:2025-03-14 15:51:26

1、产品构成

(1)硬件终端设施

下图为光伏预测系统的硬件网络拓扑图,主要包括了功率预测服务器、气象数据处理服务器、反 向隔离器、交换机、防火墙和 PC 工作站等。

  光伏功率预测系统网络拓扑图

(2)全球中尺度模式气象预报

采用高精度的气象源,以国际先进的中尺度数值天气预报技术为基础,通过大量敏感性试验将数值 预报模型本地化后,将更加适用于光伏电场的实际需求。模型在考虑大尺度天气背景信息的同时,又充 分考虑到光伏电场地形地势、表面粗糙度、气候特征等影响光伏电场变化的因素,使得预测结果更加稳 定可靠。

(3)MOS 统计订正系统

采用统计回归技术,通过分析历史数值天气预报的结果,建立预测辐照度和实测辐照度之间的误差 的统计特性模型,可以进一步减小预报偏差,使预测结果更加准确。

(4)光伏发电功率预测算法模块

在系统预测中,以高精度数值气象预报为基础,实时读取电气参数,神经网络不断对预测发电量值 与实测发电量值进行比较、网络学习训练、误差修正,形成多种类型的预测样本,并不断进行优化。

(5)功率预测物理模型

根据光伏电站的太阳能电池组件参数,电站的电气参数等,能够在没有历史实发数据的情况下,直 接通过预测辐照度数值计算出近似的光伏电站的发电功率。

2、产品功能

(1)高精度数值天气预报

系统以全球中尺度模式气象预报数据为基础,结合光伏电站微观选址及针对不同地域特点的参数化 方案,经过大规模并行分布式计算机集群的模式计算优化后得到高精度的中小尺度数值天气预报,作为 太阳能预报的基础。能够提供未来 72 小时的辐照度、云量等高精度信息,时间分辨率 15 分钟,空间分 辨率达到 3×3 公里。为准确预报未来太阳能的产量和负荷曲线打下坚实的基础。

(2)高精度预测技术

基于云平台计算下,应用数据挖掘与智能算法,在光伏功率预测系统下,进行高精度模拟、计算, 超短期预测精度达到90%,短期精度达到 85%以上的目标。为客户提供更加精准、安全、稳定的服务。

 光功率预测工程展示示意图

如图所示,给出了“SCADA 光伏功率预测系统 ”的实际工程表现。可以看出系统对未来光伏电站出 力负荷的表现预测精准,完全可以达到电网对光伏电站电力负荷输出的调度要求。

3、核心优势

(1)数据深挖掘技术

如图所示,在光伏电站的海量数据里,利用数据挖掘技术,完成相关性分析、误差分析、特征分析 等,为高精度建模打下坚实的基础。

(2)多观测网的气象数据

将多种来源于不同的观测网的气象信息作为数值天气预报模式输入的背景场,使得各个观测网的优 势能够得到互补,模式预测的结果将会更加可靠。

(3)专业化地理方案设计

通过理论分析和大量试验,选取适应于各区域的边界层方案和近地层方案,因地制宜,使得预报结 果更加准确。

(4)专业化区域方案设计

采用人工神经网络模型,在其基础上,加入一些复杂模型,比如卡尔曼滤波算法、小波分析、遗传 算法、蚁群算法、概率统计模型等。建立一个复杂的精细化多模块自动寻优模型。

4、高精度短期与长期预报

(1)未来 72 小时短期预;

(2)未来 4 小时超短期预测;

(3)系统运行寿命≥20 年;

(4)系统预测合格率:>99%;

(5)系统在线时间:>99.99%。


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