一種基于凈空模型的光伏電站出力分解方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種光伏電站出力特性分析方法，具體涉及一種基于凈空模型的光伏 電站出力分解方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來光伏發(fā)電技術(shù)持續(xù)快速發(fā)展，光伏發(fā)電并網(wǎng)裝機(jī)容量迅速增長，截止2014 年底，我國新增裝機(jī)容量10. 6GW，累計(jì)裝機(jī)容量已達(dá)28. 7GW。但光伏發(fā)電具有隨機(jī)性和波 動性特征，大規(guī)模光伏發(fā)電并網(wǎng)會使得電力系統(tǒng)發(fā)電的不確定性增加，給電網(wǎng)的調(diào)峰和調(diào) 頻造成一定的影響。
[0003] 光伏出力的模型是進(jìn)行相關(guān)電力系統(tǒng)規(guī)劃及運(yùn)行研究的基礎(chǔ)。其中，光伏的出力 受很多因素的影響，既有自然因素如太陽位置、潔凈大氣的各種衰減、空氣中云及其它陽光 遮擋物等，也有光伏設(shè)備因素如光伏陣列的布置以及光伏電池的特性等。在這些因素的共 同作用下，使得光伏出力既有一定的規(guī)律性又有很強(qiáng)的隨機(jī)性。而目前關(guān)于光伏發(fā)電的中 長期隨機(jī)特性的分析較少。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為彌補(bǔ)上述技術(shù)缺陷，本發(fā)明提供一種基于凈空模型的光伏電站出力分解方法， 可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行分析中，為光伏發(fā)電中長期時間序列建模提供了重要技 術(shù)支撐。
[0005] 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采取如下技術(shù)方案：
[0006] -種基于凈空模型的光伏電站出力分解方法，所述方法包括下述步驟：
[0007] (1)收集歷史光伏出力數(shù)據(jù)，并對收集的歷史光伏出力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理；
[0008] (2)建立凈空模型，獲取光伏電站的凈空理論出力Pdci (i，t)和相對出力Pn(i，t)， 完成光伏出力的分解。
[0009] 優(yōu)選的，所述步驟（1)收集的歷史光伏出力數(shù)據(jù)為光伏電站1年或1年以上時間 尺度為15分鐘的光伏出力P(i，t)。
[0010] 優(yōu)選的，所述步驟（1)中對收集的歷史光伏出力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理包括，針對錯 誤數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除操作，并用相鄰數(shù)據(jù)代替的方式對缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)全。
[0011] 進(jìn)一步地，所述錯誤數(shù)據(jù)包括超過光伏電站裝機(jī)容量以及為負(fù)值的數(shù)據(jù)；所述缺 失數(shù)據(jù)為由于通信故障在規(guī)定時間點(diǎn)未能采集到的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)對應(yīng)的時間來判斷。
[0012] 優(yōu)選的，所述步驟（2)具體包括，將每天各時刻的光伏出力P (i，t)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將其 分解為凈空理論出力和相對出力的乘積，其表達(dá)式為：
[0013] P(i, t) = PDCi (i, t) * Pn (i, t) (1)
[0014] 式⑴中，PD"(i，t)和^(1，〇分別為第i天t時刻基于凈空模型的凈空理論出 力和相對出力。
[0015] 進(jìn)一步地，將PN(i，t)轉(zhuǎn)化為功率基準(zhǔn)值，累加由不同云層以及天氣狀態(tài)引起的不 確定性出力，其表達(dá)式為：
[0016] PN(i，t) = Ps(i) + APN(i，t) (2)
[0017] 式⑵中，APN(i，t)為第i天t時刻由不同云層狀態(tài)以及天氣狀態(tài)引起的波動 值，Ps(i)為第i天的功率基準(zhǔn)值，反映當(dāng)日光伏出力程度。
[0018] 進(jìn)一步地，所述功率基準(zhǔn)值的表達(dá)式為：
[0020] 式（3)中，η為光伏發(fā)電的出力時間段。
[0021] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明達(dá)到的有益效果是：
[0022] 提供了一種基于凈空模型的光伏電站出力分解方法，將光伏出力分解為確定性部 分和隨機(jī)性部分，基于凈空模型將光伏出力的確定性部分和隨機(jī)性部分，分別建立了確定 性部分和隨機(jī)性部分的模型。由此形成了關(guān)于光伏發(fā)電出力的完整模型描述。
[0023] 該方法可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行分析中，為光伏發(fā)電中長期時間序列建 模提供了新思路和重要技術(shù)支撐。
[0024] 建立的具有普遍性和通用性倶佳的光伏電站凈空模型，無需歷史數(shù)據(jù)的擬合，適 用于新建的光伏電站。
【附圖說明】
[0025] 圖1為一種基于凈空模型的光伏電站出力分解方法流程圖；
[0026] 圖2為實(shí)際出力和凈空理論出力對比曲線示意圖；
[0027] 圖3為基于凈空模型的相對出力曲線示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 以下將結(jié)合附圖，對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0029] 如圖1所示，一種基于凈空模型的光伏電站出力分解方法，所述方法包括下述步 驟：
[0030] (1)收集歷史光伏出力數(shù)據(jù)，并對收集的歷史光伏出力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理；
[0031] 步驟⑴中，收集的歷史光伏出力數(shù)據(jù)為光伏電站1年或1年以上時間尺度為15 分鐘的光伏出力P(i，t)。對收集的歷史光伏出力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理包括，針對錯誤數(shù)據(jù)進(jìn) 行刪除操作，并用相鄰數(shù)據(jù)代替的方式對缺失數(shù)據(jù)進(jìn)行補(bǔ)全。其中。錯誤數(shù)據(jù)包括超過光 伏電站裝機(jī)容量以及為負(fù)值的數(shù)據(jù)；所述缺失數(shù)據(jù)為由于通信故障在規(guī)定時間點(diǎn)未能采集 到的數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)對應(yīng)的時間來判斷。
[0032] (2)建立凈空模型，獲取光伏電站的凈空理論出力Pdci (i，t)和相對出力Pn (i，t)， 完成光伏出力的分解。基于凈空模型將光伏出力分解為確定性部分和隨機(jī)性部分；即凈空 理論出力和相對出力的乘積；
[0033] 分解的具體方法為：將每天各時刻的光伏出力P (i，t)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將其分解為凈空 理論出力和相對出力的乘積，其表達(dá)式為：
[0034] P(i, t) = PDCi (i, t) * Pn (i, t) (1)
[0035] 式⑴中，PDCI(i，t)和^(1，〇分別為第i天t時刻基于凈空模型的凈空理論出 力和相對出力。
[0036] 將凈空理論出力與實(shí)際出力進(jìn)行對比，獲取的曲線圖如圖2所示；其中實(shí)際出力 即為每天各時刻的光伏出力P(i，t)。
[0037] 如圖3所示的凈空模型下的相對出力，還可以分解為功率基準(zhǔn)值累加上由不同云 層以及天氣狀態(tài)引起的不確定性出力。具體為：
[0038] 將匕(1，〇轉(zhuǎn)化為功率基準(zhǔn)值，累加由不同云層以及天氣狀態(tài)引起的不確定性出 力，其表達(dá)式為：
[0039] PN(i，t) = Ps(i) + APN(i，t) (2)
[0040] 式（2)中，APN(i，t)為第i天t時刻由不同云層狀態(tài)以及天氣狀態(tài)引起的波動 值，Ps(i)為第i天的功率基準(zhǔn)值，反映當(dāng)日光伏出力程度。
[0041] 所述功率基準(zhǔn)值的表達(dá)式為：
[0043] 式（3)中，η為光伏發(fā)電的出力時間段。
[0044] 最后應(yīng)當(dāng)說明的是：以上實(shí)施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非對其限制，所 屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員參照上述實(shí)施例依然可以對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行修改或者 等同替換，這些未脫離本發(fā)明精神和范圍的任何修改或者等同替換，均在申請待批的本發(fā) 明的權(quán)利要求保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于凈空模型的光伏電站出力分解方法，其特征在于，所述方法包括下述步 驟： (1) 收集歷史光伏出力數(shù)據(jù)，并對收集的歷史光伏出力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理； (2) 建立凈空模型，獲取光伏電站的凈空理論出力Pdci(i，t)和相對出力PN(i，t)，完成 光伏出力的分解。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（1)收集的歷史光伏出力數(shù)據(jù)為光 伏電站1年或1年以上時間尺度為15分鐘的光伏出力P(i，t)。3. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟⑴中對收集的歷史光伏出力數(shù)據(jù) 進(jìn)行分析整理包括，針對錯誤數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除操作，并用相鄰數(shù)據(jù)代替的方式對缺失數(shù)據(jù)進(jìn) 行補(bǔ)全。4. 如權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述錯誤數(shù)據(jù)包括超過光伏電站裝機(jī)容量 以及為負(fù)值的數(shù)據(jù)；所述缺失數(shù)據(jù)為由于通信故障在規(guī)定時間點(diǎn)未能采集到的數(shù)據(jù)，通過 數(shù)據(jù)對應(yīng)的時間來判斷。5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟（2)具體包括，將每天各時刻的光 伏出力P(i，t)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，將其分解為凈空理論出力和相對出力的乘積，其表達(dá)式為： P(i, t) = Pdci (i, t) · Pn (i, t) (1) 式⑴中，P：〇 (i，t)和Pn (i，t)分別為第i天t時刻基于凈空模型的凈空理論出力和 相對出力。6. 如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，將P N (i，t)轉(zhuǎn)化為功率基準(zhǔn)值，累加由不同 云層以及天氣狀態(tài)引起的不確定性出力，其表達(dá)式為： PN(i，t) = Ps(i) + APN(i，t) (2) 式（2)中，APN(i，t)為第i天t時刻由不同云層狀態(tài)以及天氣狀態(tài)引起的波動值， Ps(i)為第i天的功率基準(zhǔn)值，反映當(dāng)日光伏出力程度。7. 如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述功率基準(zhǔn)值的表達(dá)式為：式（3)中，η為光伏發(fā)電的出力時間段。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于凈空模型的光伏電站出力分解方法，所述方法包括，收集歷史光伏出力數(shù)據(jù)，并對收集的歷史光伏出力數(shù)據(jù)進(jìn)行分析整理；建立凈空模型，獲取光伏電站的凈空理論出力PDCI(i,t)和相對出力PN(i,t)，完成光伏出力的分解。該方法可廣泛應(yīng)用于電力系統(tǒng)規(guī)劃與運(yùn)行分析，為光伏發(fā)電中長期時間序列建模提供了重要技術(shù)支撐。
【IPC分類】G06Q50/06, G06Q10/06
【公開號】CN105184465
【申請?zhí)枴緾N201510527839
【發(fā)明人】劉純, 李馳, 黃越輝, 王躍峰, 董存, 劉德偉, 張楠, 禮曉飛, 高云峰, 馬爍, 許曉艷, 李鵬, 潘霄鋒, 李麗, 王江元
【申請人】中國電力科學(xué)研究院, 國家電網(wǎng)公司, 中電普瑞張北風(fēng)電研究檢測有限公司
【公開日】2015年12月23日
【申請日】2015年8月25日