光伏功率預測系統(tǒng)在某光伏電站的應用分析

作者：時間：2012-04-06 來源：網絡

加入技術交流群
- 掃碼加入
  和技術大咖面對面交流
  海量資料庫查詢

1 光伏發(fā)電功率預測的目的和意義

本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/201728.htm

光伏發(fā)電具有波動性和間歇性，大規(guī)模光伏電站并網運行可能對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定經濟運行造成影響。對光伏電站的輸出功率進行預測有助于電力系統(tǒng)調度部門統(tǒng)籌安排常規(guī)能源和光伏發(fā)電的協調配合，及時調整調度計劃，合理安排電網運行方式，一方面有效地降低光伏接入對電網的影響，提高電網運行的安全性和穩(wěn)定性，另一方面減少電力系統(tǒng)的旋轉備用和運行成本，以充分利用太陽能資源，獲得更大的經濟效益和社會效益。

2項目概況

該光伏電站位于青海省德令哈市境內，平均海拔高度2980米，該項目規(guī)模為10MW，已于2012年初并網發(fā)電。

由東潤環(huán)能（北京）科技有限公司提供的光伏功率預測系統(tǒng)于2011年12月投入運行，現運行穩(wěn)定，預測精度達到國際先進水平，短期預測月均方根誤差小于12%，遠遠滿足國家和西北電網對光伏功率預測精度的要求，驗收時受到業(yè)主和專家的一致好評。

3系統(tǒng)功能

該系統(tǒng)具備短期預測及超短期預測功能，短期預測能夠實現光伏電站次日0時至72時的光伏輸出功率預測，時間分辨率為15分鐘。超短期預測能夠實現光伏電站未來0-4小時的輸出功率的滾動預測。

預測系統(tǒng)分為實時狀態(tài)監(jiān)測、曲線展示、氣象信息展示、報表統(tǒng)計、系統(tǒng)管理共五個應用模塊，每個應用模塊又根據應用包含了若干個具體操作的子模塊。

3.1實時狀態(tài)監(jiān)測

實時狀態(tài)監(jiān)測模塊是以地圖形式展示光伏電站的地理分布，并采用實時更新的方式對光伏電站的預測功率、實際功率進行展示，頁面的刷新周期根據光伏電站實時功率的接口更新時間而定，一般為1-5分鐘更新一次。將鼠標放置在光伏電站所在位置上，會彈出該電站的功率信息，如預測功率，實時功率和裝機容量。如圖1所示：

圖1光伏功率地圖展示界面

3.2曲線展示

曲線模塊下包含了4個子模塊，即短期光伏電站日曲線、周曲線展示和超短期光伏電站日曲線、周曲線展示。

3.2.1短期光伏電站日曲線展示

點擊“曲線展示”菜單下的“短期光伏電站日曲線展示”鏈接，會進入短期預測日曲線展示列表頁面。其中“日曲線”橫坐標為時間序列，15分鐘一個點，每天96點；縱坐標為功率，單位為兆瓦（MW）。用戶可在頁面上通過日期控件選擇任何想查看的日期，點擊“提交”按鈕，即可顯示相應的信息。頁面提供導出功能，點擊右上角“導出”按鈕可用EXCEL和CSV兩種格式將結果導出到本地。如圖2所示：

圖2短期光伏電站日曲線展示界面

3.2.2短期光伏電站周曲線展示

點擊“曲線展示”菜單下的“短期光伏電站周曲線展示”鏈接，會進入短期預測周曲線展示列表頁面。在周曲線頁面，會展示某個光伏電站在所選日期之后一周的功率曲線，并提供導出功能將功率數據導出。其中“周曲線”橫坐標為時間序列，15分鐘一個點，每天96點；縱坐標為功率，單位為兆瓦（MW）。曲線展示內容分為“預測功率曲線”、“實際功率曲線”，綠色曲線代表預測曲線，紅色曲線代表實際功率曲線，用戶可在頁面上通過日期控件選擇任何想查看的日期，當選擇好各種想查看的條件后，點擊“提交”按鈕，即可顯示相應的信息。

3.2.3超短期光伏電站日曲線展示

點擊“曲線展示”菜單下的“超短期光伏電站日曲線展示”鏈接，會進入超短期預測日曲線展示頁面。其中“日曲線”橫坐標為時間序列，15分鐘一個點，每天96點；縱坐標為功率，單位為兆瓦（MW）。用戶可在頁面上通過日期控件選擇任何想查看的日期，點擊“提交”按鈕，即可顯示相應的信息。頁面提供導出功能，點擊右上角“導出”按鈕可用EXCEL和CSV兩種格式將結果導出到本地。如圖3所示：

圖3超短期光伏電站日曲線展示界面

3.2.4超短期光伏電站周曲線展示

點擊“曲線展示”菜單下的“超短期光伏電站周曲線展示”鏈接，會進入超短期預測周曲線展示列表頁面。在周曲線頁面，會展示某個光伏電站在所選日期之后一周的超短期功率曲線，并提供導出功能將功率數據導出。

3.3氣象信息展示

氣象信息展示模塊包含風速曲線展示、風玫瑰圖展示、風廓線展示、輻照強度曲線展示、云量曲線展示、氣溫曲線展示六個子模塊。

3.3.1輻照強度曲線展示

在氣象信息展示模塊下拉菜單中點擊“風速曲線展示”，用戶選擇日期后，點擊“提交”可查看該電站在某日的光輻強度曲線，并提供導出功能。該模塊會展示出該電站在某日的各層高風速曲線，共計四個層高：10米，30米，10米，170米。

3.3.2風玫瑰圖展示

在風玫瑰圖展示頁面，用戶選取時間段和指定層高后，點擊“提交”按鈕，便可查看該電站的某層高在指定時間段內的玫瑰圖表。

3.3.3風廓線展示

在風廓線展示頁面，選擇時間段后，點擊“提交”按鈕，可查看該光伏電站的風廓線曲線圖

3.3.4輻照強度曲線展示

在輻照強度展示頁面，用戶選擇日期后，點擊“提交”可查看該電站在某日的光輻強度曲線，并提供導出功能。

3.3.5云量曲線展示

在云量曲線展示頁面，用戶選擇日期后，點擊“提交”可查看該電站在某日的云量曲線，并提供導出功能。

3.3.6氣溫曲線展示

在氣溫曲線展示頁面，用戶選擇日期后，點擊“提交”可查看該電站在某日的云量曲線，并提供導出功能。

3.4報表統(tǒng)計模塊

報表統(tǒng)計模塊只包含上報曲線導出、光伏短期預測指標統(tǒng)計、限記錄查詢及導出、預測實際功率導出四個子模塊，即光伏電站短期預測指標統(tǒng)計。

3.4.1上報曲線導出

通過導航可進入此子模塊，在上報曲線導出頁面，選擇日期后，點擊“提交”會展示出第二天的上報預測曲線。在上報曲線頁面，提供導出功能。

在上報曲線展示頁面，可修改上報的預測值。用戶有兩種方法修改，一是修改頁面右側表格中某時刻的預測值，修改后，左側圖中的曲線會按照修改后的值做出相應變化；二是用鼠標拖曳左側圖中的曲線，修改后，右側表格中對應時刻的值會做出相應修改。修改成功后，點擊左側圖中右下角的“確認修改”來完成上報曲線預測值的更新，否則點擊“取消”按鈕來撤銷修改。如圖4所示

圖4上報曲線展示

3.4.2光伏短期預測指標統(tǒng)計

此模塊的功能為依據指定時間段內的預測值和實際功率值做出的統(tǒng)計。統(tǒng)計指標包括：相關性系統(tǒng)，平均絕對誤差，均方根誤差和誤差小于20%所占的比例。

a）均方根誤差（RMSE）：

b）平均絕對誤差（MAE）：

—ｉ時段的實際平均功率；

—ｉ時段的預測功率；

—所有樣本實際功率的平均值；

—所有預測功率樣本的平均值；

－光伏電站的額定裝機容量；

—ｉ時段的開機總容量；

－所有樣本個數。

3.4.3限電記錄查詢及導出

用戶在“限電記錄查詢”頁面，選擇時間段后提交，系統(tǒng)會查找出在該時間段內所有光伏電站的限電記錄信息，并提供數據導出功能。

3.4.4預測實際功率導出

在預測實際功率導出頁面，選擇要導出的數據類型：預測功率導出，實際功率導出和預測實際功率導出，選擇時間段后，點擊“導出”按鈕導出功率數據。

3.5系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理模塊包含用戶管理、光伏電站裝機容量設置、預測開機容量設置、光伏限電設置、光伏電站管理、運行監(jiān)控信息、用戶操作日志、數據庫導出、Tomcat日志下載和系統(tǒng)更新十個子模塊。

3.5.1用戶管理

在該子模塊超級管理員用戶（一般系統(tǒng)會自動初始化一個）可以增加新的用戶和對原來的用戶進行編輯、刪除和密碼修改等操作，目前系統(tǒng)提供兩種用戶：超級管理員具有所有模塊的使用功能；普通瀏覽用戶可以瀏覽，不具有系統(tǒng)管理模塊的使用權限。

3.5.2光伏電站裝機容量設置

在該子模塊，用戶可以根據實際情況對預測系統(tǒng)中所有光伏組件的裝機容量進行修改，提交之后，預測系統(tǒng)將按照新的裝機容量對光伏電站進行預測，在沒有填報第二天開機容量的情況下，系統(tǒng)會以該電站的裝機容量為默認開機容量進行預測，因此修改裝機容量對預測系統(tǒng)影響很大，需按照實際情況進行修改。

3.5.3預測開機容量設置

在該子模塊，用戶根據實際情況設置未來一天的光伏電站開機情況，這里只需要填寫某電站未來一天的總開機容量，提交之后，預測系統(tǒng)將根據用戶填報的開機容量進行預測，如果不填，預測系統(tǒng)會按照默認全部開機的情況進行預測。

3.5.4光伏限電設置

在該子模塊的頁面，管理員可以設置一段時間內調度限電記錄，新增或者刪除限電記錄。

3.5.5光伏電站管理

點擊“系統(tǒng)管理”菜單下的“光伏電站管理”進入光伏電站列表界面，點擊“編輯”進入編輯電站界面，在電站編輯界面，修改該電站的基本信息。

3.5.6運行監(jiān)控信息

點擊“系統(tǒng)管理”菜單下的“運行監(jiān)控信息”，進入監(jiān)控信息查看頁面，在該界面選擇監(jiān)控信息的查詢條件，查詢符合條件的監(jiān)控信息。監(jiān)控信息展示的是系統(tǒng)運行過程中的運行日志。

3.5.7用戶操作日志

點擊“系統(tǒng)管理”菜單下的“用戶操作日志信息”，進入用戶操作日志頁面，在該界面選擇查詢條件，查詢符合條件的用戶操作日志。界面提供導出功能，能夠導出用戶操作日志。

3.5.8數據庫導出

點擊“系統(tǒng)管理”菜單下的“數據庫導出”，進入導出界面，可將系統(tǒng)的數據庫整體導出至本地，以便系統(tǒng)備份與維護。