一种光伏出力预测方法及系统技术方案

本发明专利技术涉及一种光伏出力预测方法及系统，获取目标光伏电站及与其相邻的光伏电站的历史出力数据；基于所述历史出力数据，分别计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的相关性系数；基于所述相关性系数获取光伏电站样本的拟合概率集合；根据所述光伏电站样本的拟合概率集合，预测目标光伏电站的出力数据。预测出的光伏出力既考虑了光伏出力的时序性、波动性等指标，也体现了各光伏电站出力在空间上的相关性，提高了光伏出力预测精度。

A forecasting method and system of photovoltaic output

【技术实现步骤摘要】
一种光伏出力预测方法及系统
本专利技术涉及电力系统领域，具体涉及一种光伏出力预测方法及系统。
技术介绍
目前，能源资源日趋枯竭和环境污染日益严重已成为政府和公众密切关注的焦点，节约能源、保护环境，推动经济与社会的良性互动与协调，是促进社会可持续发展的迫切需要。在这一形势下，光伏等新能源发电迅速发展。当前，新能源装机规模居世界第一位。但受电源结构、资源分布和电网结构等因素的影响，新能源消纳问题逐年突出。在新能源消纳能力分析中，光伏出力的正确预测至关重要。当前的光伏时间预测多采用的是基于历史出力的随机方法，仅能考虑本地区的光伏出力的时序性、波动性等指标，而无法体现光伏出力在空间上的相关性。虽然这种方法解决了用于分析计算的新能源时间序列问题，但对于省内多区域、多省区计算所需的具有相关性的光伏出力，尚需继续研究突破。
技术实现思路
为解决上述现有技术中计算所需的具有相关性的光伏出力的问题，本专利技术提供一种光伏出力预测方法及系统，预测出的光伏出力既考虑了光伏出力的时序性、波动性等指标，也体现了各光伏电站出力在空间上的相关性，提高了光伏出力预测精度。本专利技术的目的是采用下述技术手段实现的：本专利技术提一种光伏出力预测方法，其改进之处在于：获取目标光伏电站及与其相邻的光伏电站的历史出力数据；基于所述历史出力数据，分别计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的相关性系数；基于所述相关性系数获取光伏电站样本的拟合概率集合；根据所述光伏电站样本的拟合概率集合，预测目标光伏电站的出力数据。进一步地：所述获取目标光伏电站及与其相邻的光伏电站的历史出力数据，包括：获取目标光伏电站及与其相邻的光伏电站在预设时段内每天从日出至日落时刻之间的历史出力数据。进一步地：在基于所述历史出力数据，分别计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的相关性系数之前，还包括：基于目标光伏电站及与其相邻光伏电站的历史出力数据，计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的最大历史出力；以目标光伏电站及与其相邻的各光伏电站的最大历史出力为基值，对相应光伏电站的历史出力数据进行归一化处理，得到归一化后的目标光伏电站历史出力数据及各相邻光伏电站历史出力数据。进一步地：基于所述历史出力数据，通过下式分别计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的相关性系数rX,Y：其中，X表示目标光伏电站历史出力数据，Y表示与目标光伏电站相邻光伏电站的历史出力数据；E(XY)表示变量XY的期望；E(X)表示变量X的期望；E(Y)表示变量Y的期望；E(X2)表示变量X求平方后X2的期望；E2(X)表示变量X期望E(X)的平方；E(Y2)表示变量Y求平方后Y2的期望；E2(Y)表示变量Y期望E(Y)的平方。进一步地：所述基于所述相关性系数获取光伏电站样本的拟合概率集合，包括：从各相邻光伏电站相关性系数中选出相关性系数大于预设阈值的相邻光伏电站作为光伏电站样本集合{PSi}；根据{PSi}中各光伏电站样本对应的相关性系数和出力数据，确定相关性系数集合{Covi}和样本出力集合{Pi}；对相关性系数集合{Covi}进行归一化处理，得到归一化后的相关性系数集合{Covpsi}作为光伏电站样本的拟合概率集合；其中，i表示光伏电站，i＝1……m，m为光伏电站样本集合中相邻光伏电站的总数。进一步地：所述光伏电站样本的拟合概率集合的表达式如下：{Covpsi}＝{Covi}/∑{Covi}。进一步地：在所述从各相邻光伏电站相关性系数中选出相关性系数大于预设阈值的相邻光伏电站作为光伏电站样本集合{PSi}之前，还包括：计算目标光伏电站与其相邻的各光伏电站的相关性系数之和∑Cov，将相关性系数以∑Cov为基值进行归一化处理，得到归一化后的各相邻光伏电站相关性系数。进一步地：根据所述光伏电站样本的拟合概率集合，通过下式预测目标光伏电站的出力数据：其中，Pobji表示目标光伏电站未来光伏出力的预测值，Pi表示样本出力集合{Pi}中的光伏电站样本的出力数据，Covpsi表示拟合概率集合中的光伏电站样本的相关性系数。本专利技术还提供一种光伏出力预测系统，其改进之处在于，该系统包括：第一获取模块，用于获取目标光伏电站及与其相邻的光伏电站的历史出力数据；计算模块，用于基于所述历史出力数据，分别计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的相关性系数；第二获取模块，用于基于所述相关性系数获取光伏电站样本的拟合概率集合；预测模块，用于根据所述光伏电站样本的拟合概率集合，预测目标光伏电站的出力数据。进一步地，所述第一获取模块，具体用于：获取目标光伏电站及与其相邻的光伏电站在预设时段内每天从日出至日落时刻之间的历史出力数据。进一步地，该系统还包括：最大出力计算模块：用于基于目标光伏电站及与其相邻光伏电站的历史出力数据，计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的最大历史出力；归一化模块，用于以目标光伏电站及与其相邻的各光伏电站的最大历史出力为基值，对相应光伏电站的历史出力数据进行归一化处理，得到归一化后的目标光伏电站历史出力数据及各相邻光伏电站历史出力数据。进一步地：所述第二获取模块包括：选择单元，用于从各相邻光伏电站相关性系数中选出相关性系数大于预设阈值的相邻光伏电站作为光伏电站样本集合{PSi}；确定单元，用于根据{PSi}中各光伏电站样本对应的相关性系数和出力数据，确定相关性系数集合{Covi}和样本出力集合{Pi}；归一化单元，用于对相关性系数集合{Covi}进行归一化处理，得到归一化后的相关性系数集合{Covpsi}作为光伏电站样本的拟合概率集合；其中，i表示光伏电站，i＝1……m，m为光伏电站样本集合中相邻光伏电站的总数。进一步地：所述预测模块，具体用于按下式预测目标光伏电站的出力数据：其中，Pobji表示目标光伏电站未来光伏出力的预测值，Pi表示样本出力集合{Pi}中的光伏电站样本的出力数据，Covpsi表示相关性系数集合中的光伏电站样本的相关性系数。与最接近的现有技术相比，本专利技术提供的技术方案具有的有益效果是：本专利技术提供一种光伏出力预测方法，获取目标光伏电站及与其相邻的光伏电站的历史出力数据；基于所述历史出力数据，分别计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的相关性系数；基于所述相关性系数获取样本光伏电站及拟合概率；根据所述样本光伏电站及拟合概率，预测目标光伏电站的出力数据。预测出的光伏电站出力既考虑了光伏出力的时序性、波动性等指标，也可以用于新能源生产模拟计算，基于空间相关性对光伏发电的出力进行预测，提高预测精度，为电网调度部门制定合理的发电计划提供依据。本专利技术提出了拟合概率集合的概念，利用光伏电站间的地理位置相关性提高光伏电站的建模精度。附图说明图1是本专利技术提供的一种光伏出力预测方法的简易流程本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种光伏出力预测方法，其特征在于：/n获取目标光伏电站及与其相邻的光伏电站的历史出力数据；/n基于所述历史出力数据，分别计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的相关性系数；/n基于所述相关性系数获取光伏电站样本的拟合概率集合；/n根据所述光伏电站样本的拟合概率集合，预测目标光伏电站的出力数据。/n

【技术特征摘要】
1.一种光伏出力预测方法，其特征在于：
获取目标光伏电站及与其相邻的光伏电站的历史出力数据；
基于所述历史出力数据，分别计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的相关性系数；
基于所述相关性系数获取光伏电站样本的拟合概率集合；
根据所述光伏电站样本的拟合概率集合，预测目标光伏电站的出力数据。


2.如权利要求1所述的光伏出力预测方法，其特征在于：所述获取目标光伏电站及与其相邻的光伏电站的历史出力数据，包括：
获取目标光伏电站及与其相邻的光伏电站在预设时段内每天从日出至日落时刻之间的历史出力数据。


3.如权利要求1所述的光伏出力预测方法，其特征在于：在基于所述历史出力数据，分别计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的相关性系数之前，还包括：
基于目标光伏电站及与其相邻光伏电站的历史出力数据，计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的最大历史出力；
以目标光伏电站及与其相邻的各光伏电站的最大历史出力为基值，对相应光伏电站的历史出力数据进行归一化处理，得到归一化后的目标光伏电站历史出力数据及各相邻光伏电站历史出力数据。


4.如权利要求1所述的光伏出力预测方法，其特征在于：基于所述历史出力数据，通过下式分别计算目标光伏电站及与其相邻光伏电站的相关性系数rX,Y：



其中，X表示目标光伏电站历史出力数据，Y表示与目标光伏电站相邻光伏电站的历史出力数据；E(XY)表示变量XY的期望；E(X)表示变量X的期望；E(Y)表示变量Y的期望；E(X2)表示变量X求平方后X2的期望；E2(X)表示变量X期望E(X)的平方；E(Y2)表示变量Y求平方后Y2的期望；E2(Y)表示变量Y期望E(Y)的平方。


5.如权利要求1所述的光伏出力预测方法，其特征在于：所述基于所述相关性系数获取光伏电站样本的拟合概率集合，包括：
从各相邻光伏电站相关性系数中选出相关性系数大于预设阈值的相邻光伏电站作为光伏电站样本集合{PSi}；
根据{PSi}中各光伏电站样本对应的相关性系数和出力数据，确定相关性系数集合{Covi}和样本出力集合{Pi}；
对相关性系数集合{Covi}进行归一化处理，得到归一化后的相关性系数集合{Covpsi}作为光伏电站样本的拟合概率集合；
其中，i表示光伏电站，i＝1……m，m为光伏电站样本集合中相邻光伏电站的总数。


6.如权利要求5所述的光伏出力预测方法，其特征在于：所述光伏电站样本的拟合概率集合的表达式如下：
{Covpsi}＝{Covi}/∑{Covi}。


7.如权利要求5所述的光伏出力预测方法，其特征在于：在所述从各相邻光伏电站相关性系数中选出相关性系数大于预设阈值的相邻光伏电站作为光伏电站样本集合{PSi}之前，还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晶，黄越辉，王跃峰，李延和，梁昌波，李驰，张舒捷，徐有蕊，陈春萌，张真，方保民，赵勇，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，国家电网有限公司，国网青海省电力公司，国网青海省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11