光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)研究綜述

楊加林

摘要：本文主要針對光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用問題進行研究與分析。重點結(jié)合光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀以及預(yù)測技術(shù)發(fā)展情況，從短期預(yù)測與超短期預(yù)測等方面，對當(dāng)前光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)內(nèi)容進行研究與分析。在此基礎(chǔ)上，結(jié)合我國光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展趨勢，對我國光伏發(fā)展以及出力預(yù)測技術(shù)研究方向加以總結(jié)與歸納，以供參考。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電;??短期預(yù)測;超短期預(yù)測;

根據(jù)當(dāng)前發(fā)展情況來看，太陽能開發(fā)利用模式儼然成為全球能源升級與轉(zhuǎn)型的重要趨勢所在。其中，光伏發(fā)電已經(jīng)邁入規(guī)模化發(fā)展進程當(dāng)中，在應(yīng)用效果方面呈現(xiàn)出較好的發(fā)展趨勢。根據(jù)不完全的調(diào)查顯示，截止到2017年底，全球范圍內(nèi)的光伏發(fā)電裝機容量已經(jīng)高達403.47GW，較去年同期相比，增長33.8%。其中，我國光伏發(fā)電裝機容量高達137.62GW，較去年同期相比，增長76.3%。可以說，光伏發(fā)電模式勢頭良好。然而，光伏發(fā)電出力過程容易受到多方面不確定因素的干擾，而表現(xiàn)出較強的間歇性特征，容易給電力系統(tǒng)運行過程造成阻礙影響。為及時解決這一問題，研究人員提出光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)措施，以期可以確保光伏發(fā)電出力效果。

1?光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)研究綜述

為及時規(guī)避傳統(tǒng)光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)存在的不良問題，研究人員在原有技術(shù)基礎(chǔ)上提出短期預(yù)測概念與超短期預(yù)測概念，具體應(yīng)用情況如下：

1.1?光伏發(fā)電出力短期預(yù)測技術(shù)

目前，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在非結(jié)構(gòu)性與非精確性規(guī)律方面，可以表現(xiàn)出較強的自適應(yīng)功能，同時也可以表現(xiàn)出自主學(xué)習(xí)、優(yōu)化計算等特性。根據(jù)當(dāng)前應(yīng)用情況，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以用于自動控制、故障診斷以及光伏發(fā)電出力短期預(yù)測等方面，基本上可以為行業(yè)領(lǐng)域的動態(tài)發(fā)展提供保障。其中，對于光伏發(fā)電出力短期預(yù)測技術(shù)而言，通過結(jié)合人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，通過利用歷史數(shù)據(jù)資源構(gòu)建符合光伏發(fā)電出力特點的模型機制。其中，模型機制一般多具備雙輸出性特點，可以準(zhǔn)確預(yù)測到光伏發(fā)電出力過程可能發(fā)生的問題[2]。

另一方面，按照事先假設(shè)方法，針對性地估算出光伏發(fā)電出力情況，并利用分布函數(shù)內(nèi)容，實現(xiàn)逆運算過程。根據(jù)具體運算結(jié)果確定光伏發(fā)電出力區(qū)間及范圍內(nèi)容。此外，按照建模預(yù)測方法進行建模，可以初步得出當(dāng)前時刻發(fā)電出力情況，尤其是概率分布情況，進而實現(xiàn)概率預(yù)測過程。不難看出，概率預(yù)測方法可以針對下一時刻的光伏發(fā)電出力數(shù)值問題，進行合理概率預(yù)測。根據(jù)實際應(yīng)用情況來看，基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的的預(yù)測信息體系，基本上可以取得良好的預(yù)測效果，利于電力系統(tǒng)的日常運行質(zhì)量與效率。同時，還利于電力系統(tǒng)運行風(fēng)險評估工作的順利開展。

1.2?光伏發(fā)電出力超短期預(yù)測技術(shù)

光伏發(fā)電出力過程容易受到多方面不確定因素的干擾，而表現(xiàn)出較強的間歇性特征，容易給電力系統(tǒng)運行過程造成阻礙影響。為及時解決這一問題，研究人員提出光伏發(fā)電出力超短期預(yù)測技術(shù)措施。光伏發(fā)電出力超短期預(yù)測技術(shù)主要根據(jù)光伏發(fā)電統(tǒng)計建模措施，以及光伏發(fā)電出力預(yù)測影響因素，成功構(gòu)建基于光伏發(fā)電的超短期預(yù)測模型[3]。重點根據(jù)模型優(yōu)化算法規(guī)律及內(nèi)容，實現(xiàn)電網(wǎng)調(diào)度管理部門的指令要求，確保光伏發(fā)電輸出功率達到預(yù)期?目標(biāo)效果。根據(jù)實際作用效果來看，借助特定的算法內(nèi)容對樣本數(shù)據(jù)進行反復(fù)訓(xùn)練，得到預(yù)測條件與待預(yù)測量之間作用關(guān)系。同時，結(jié)合子序列預(yù)測值的疊加數(shù)值，獲得光伏發(fā)電出力最終的預(yù)測數(shù)值。

最主要的是，超短期預(yù)測模型結(jié)合數(shù)據(jù)融合特點，構(gòu)建光伏分鐘級發(fā)電功率體系及相關(guān)預(yù)測模型，初步解決了云遮擋下光伏出力突變問題，確保預(yù)測技術(shù)結(jié)果得以滿足預(yù)期。需要注意的是，國內(nèi)外對于超短期預(yù)測技術(shù)的研究工作正處于初步階段，研究方向多放在不同概率預(yù)測算法的應(yīng)用方面，或者是如何利用多種方法實現(xiàn)光伏預(yù)測過程，在超短期預(yù)測模型研究方面還是存在一定不足。針對于此，建議研究人員可以按照超短期預(yù)測技術(shù)要求，重點針對下一時刻的光伏發(fā)電出力數(shù)值問題，進行合理預(yù)測。同時，科學(xué)、合理地構(gòu)建全面、系統(tǒng)的預(yù)測信息體系，達到預(yù)期的預(yù)測效果，為電力系統(tǒng)的日常運行質(zhì)量與效率提供合理保障。

2?光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)的發(fā)展方向及預(yù)測分析

2.1?發(fā)展方向

在國家相關(guān)政策的扶持下，我國光伏產(chǎn)業(yè)近年來始終保持良好的發(fā)展姿態(tài)?？梢哉f，未來我國光伏市場將會呈現(xiàn)出穩(wěn)步發(fā)展的局面，潛在的發(fā)展空間巨大。結(jié)合當(dāng)前的發(fā)展情況來看，本人認(rèn)為在未來的發(fā)展中，光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)將會著重從以下方面進行優(yōu)化與改進：

一方面，分布式光伏發(fā)電和光伏+特色產(chǎn)業(yè)形式。分展性作為光伏發(fā)電的重要特征，促使未來光伏產(chǎn)業(yè)不斷朝向分散式、互聯(lián)式方向發(fā)展。為光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)帶來全新的發(fā)展契機與內(nèi)在驅(qū)動力。另一方面，實現(xiàn)加速源-網(wǎng)-荷技術(shù)驅(qū)動發(fā)展目標(biāo)。在提升光伏消納水平以及完善光伏市場機制方面存在一定的拓展性。

2.2?預(yù)測方向

在短期預(yù)測技術(shù)與超短期預(yù)測技術(shù)方面，會重點強化數(shù)據(jù)預(yù)處理環(huán)節(jié)，確保輸入數(shù)據(jù)的高效性與準(zhǔn)確性。深入挖掘光伏發(fā)電出力特征及潛在優(yōu)勢，針對數(shù)據(jù)內(nèi)容實現(xiàn)分類預(yù)測功能。對于不確定性預(yù)測問題，可以根據(jù)超短期預(yù)測技術(shù)與短期預(yù)測技術(shù)的概率分布特征，強化出力預(yù)測精度。另外，根據(jù)不同天氣特征研究適合光伏發(fā)電出力預(yù)測特征的裝置軟件。

3結(jié)論

總而言之，關(guān)于光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)問題，本人建議在未來的研究工作中，研究人員應(yīng)該重點加強對短期預(yù)測與超短期預(yù)測的研究力度，盡量縮小光伏發(fā)電出力落入?yún)^(qū)間范圍以及提高光伏發(fā)電出力概率分布準(zhǔn)確程度。與此同時，在預(yù)測精度評價方面，盡可能地采取多種指標(biāo)形式實現(xiàn)全面化、系統(tǒng)化評價標(biāo)準(zhǔn)。需要注意的是，光伏自身攜帶的間歇性特點與波動性特點往往會對預(yù)測水平產(chǎn)生不良影響。因此，在未來的研究工作當(dāng)中，研究人員應(yīng)該深入挖掘?qū)夥l(fā)電出力特征的作用影響，針對性地進行解決。

參考文獻：

[1]賴昌偉，黎靜華，陳博，黃玉金，韋善陽.?光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)研究綜述[J].?電工技術(shù)學(xué)報，2019，34（06）：1201-1217.

[2]陳湘如.?并網(wǎng)光伏電站運行特性分析及發(fā)電預(yù)測[D].東南大學(xué)，2015.

[3]張勃.?北京地區(qū)光伏系統(tǒng)發(fā)電功率預(yù)測的研究[D].燕山大學(xué)，2013.

（作者單位：克州新隆能源開發(fā)有限公司）