一种日食期间光伏电站出力爬坡率预测方法及装置与流程

1.本发明涉及光伏出力预测技术领域，具体涉及一种日食期间光伏电站出力爬坡率预测方法及装置。


背景技术：

2.光伏发电是目前新能源技术领域中一种较为成熟、应用相对广泛的发电类型。规模光伏发电的接入对电网的挑战与冲击主要来自于短时出力波动速率快、深度强，需要电网给予充足的备用调节才能保持并网安全性。
3.日食是一种较为罕见的天体运行现象。日食的影响半径通常与赤道半径相类似，不同日食过程对陆面总辐射的影响比例最高能够达到约99％，因而是影响光伏发电的最为极端的自然事件之一日。日食发生时，容易引发大规模光伏发电的全局性突变。因此，日食发生时，需及时判断出日食对电网的影响程度，并采取相应措施，避免日食对电网造成严重损失。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种日食期间光伏电站出力爬坡率预测方法及装置，通过预测日食期间光伏电站的出力爬坡率，为反应日食对光伏电站出力影响提供了准确的判断依据。
5.本发明的目的是采用下述技术方案实现的：
6.本发明提供一种日食期间光伏电站出力爬坡率预测方法，其改进之处在于，包括：
7.获取未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列；
8.将未来发生日食时段假设为晴空时段，获取晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列；
9.根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列和晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列；
10.根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列。
11.优选地，所述获取未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列，包括：
12.基于未来发生日食时段中初亏时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率预测值、食甚时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率预测值和复圆时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率预测值，采用三次样条插值方法获得未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列。
13.优选地，所述将未来发生日食时段假设为晴空时段，获取晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，包括：
14.将未来发生日食时段对应的未发生日食的历史时段光伏电站的总辐射预测序列作为所述晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列。
15.优选地，所述根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列和晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列，包括：
16.按下式确定未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的总辐射预测值i
t
：
17.i
t
＝i
t,qdt
18.式中，i
t,q
为将晴空时段中第t个时刻光伏电站的总辐射预测值，d
t
为未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的总辐射衰减率预测值，t∈[1,t]，t为未来发生日食时段的时刻总数。
[0019]
优选地，所述根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列，包括：
[0020]
将未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的总辐射预测值代入预先建立的光伏电站的总辐射-出力转换函数，获得未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力预测值；
[0021]
基于所述未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力预测值p
t
，按下式确定未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力爬坡率预测值r
t
：
[0022]rt
＝(p
t-p
t-1
)/δt
[0023]
式中，p
t-1
为未来发生日食时段中第t-1个时刻光伏电站的出力预测值，δt为时刻间隔，t∈[1,t]，t为未来发生日食时段的时刻总数，其中，当t＝1时，p
t-1
为未来发生日食时段中初亏时刻的前一时刻的出力。
[0024]
进一步地，所述预先建立的光伏电站的总辐射-出力转换函数的获取过程，包括：
[0025]
对历史时段光伏电站的总辐射序列和出力序列进行线性拟合，获得所述预先获得的光伏电站总辐射-出力转换函数。
[0026]
优选地，所述将未来发生日食时段假设为晴空时段，获取晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列之后，还包括：
[0027]
根据晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定晴空时段光伏电站的出力爬坡率预测序列；
[0028]
根据未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列和晴空时段光伏电站的出力爬坡率预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率变化倍率预测序列。
[0029]
基于同一发明构思，本发明还提供一种日食期间光伏电站出力爬坡率预测装置，其改进之处在于，包括：
[0030]
第一获取单元，用于获取未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列；
[0031]
第二获取单元，用于将未来发生日食时段假设为晴空时段，获取晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列；
[0032]
第三获取单元，用于根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列和晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列；
[0033]
第四获取单元，用于根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列。
[0034]
优选地，所述第一获取单元，具体用于：
[0035]
基于未来发生日食时段中初亏时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率预测值、食甚时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率预测值和复圆时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率预测值，采用三次样条插值方法获得未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列。
[0036]
优选地，所述第二获取单元，具体用于：
[0037]
将未来发生日食时段对应的未发生日食的历史时段光伏电站的总辐射预测序列作为所述晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列。
[0038]
优选地，所述第三获取单元，具体用于：
[0039]
按下式确定未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的总辐射预测值i
t
：
[0040]it
＝i
t,qdt
[0041]
式中，i
t,q
为将晴空时段中第t个时刻光伏电站的总辐射预测值，d
t
为未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的总辐射衰减率预测值，t∈[1,t]，t为未来发生日食时段的时刻总数。
[0042]
优选地，所述第四获取单元，具体用于：
[0043]
将未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的总辐射预测值代入预先建立的光伏电站的总辐射-出力转换函数，获得未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力预测值；
[0044]
基于所述未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力预测值p
t
，按下式确定未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力爬坡率预测值r
t
：
[0045]rt
＝(p
t-p
t-1
)/δt
[0046]
式中，p
t-1
为未来发生日食时段中第t-1个时刻光伏电站的出力预测值，δt为时刻间隔，t∈[1,t]，t为未来发生日食时段的时刻总数，其中，当t＝1时，p
t-1
为未来发生日食时段中初亏时刻的前一时刻的出力。
[0047]
进一步地，所述预先建立的光伏电站的总辐射-出力转换函数的获取过程，包括：
[0048]
对历史时段光伏电站的总辐射序列和出力序列进行线性拟合，获得所述预先获得的光伏电站总辐射-出力转换函数。
[0049]
优选地，所述装置，还包括：第五获取单元，具体用于：
[0050]
根据晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定晴空时段光伏电站的出力爬坡率预测序列；
[0051]
根据未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列和晴空时段光伏电站的出力爬坡率预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率变化倍率预测序列。
[0052]
与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：
[0053]
本发明涉及一种日食期间光伏电站出力爬坡率预测方法及装置，获取未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列；将未来发生日食时段假设为晴空时段，获取晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列；根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列和晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列；根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列；本发明预测的日食期间光伏电站出力爬坡率，可为反应日食对光伏电站出力影响提供了准确的判断依据；
[0054]
其中，采用三次样条插值处理天文预测的未来发生日食时段中的三个总辐射衰减率获得未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列，为提高后续预测爬坡率的准确度奠定了基础。
[0055]
利用光伏电站的历史数据获得光伏电站总辐射-出力转换函数，处理方法简单有效，提高了数据处理的速率；
[0056]
在预测爬坡率的基础上，进一步预测爬坡率变化倍率，更能直观的反映出日食对光伏电站出力影响。
附图说明
[0057]
图1是本发明日食期间光伏电站出力爬坡率预测方法流程图；
[0058]
图2是本发明日食期间光伏电站出力爬坡率预测装置示意图。
具体实施方式
[0059]
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
[0060]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
[0061]
实施例1
[0062]
本发明提供一种日食期间光伏电站出力爬坡率预测方法，如图1所示，包括：
[0063]
步骤1.获取未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列；
[0064]
步骤2.将未来发生日食时段假设为晴空时段，获取晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列；
[0065]
步骤3.根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列和晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列；
[0066]
步骤4.根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列。
[0067]
在本发明的实施例中，上述步骤1包括：
[0068]
获取未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列，包括：
[0069]
基于未来发生日食时段中初亏时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率预测值、食甚时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率预测值和复圆时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率预测值，采用三次样条插值方法获得未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列，其中，初亏时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率和复圆时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率均为0，食甚时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率为日食时段的最大衰减率。
[0070]
在本发明的实施例中，上述步骤2将未来发生日食时段假设为晴空时段，获取晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，包括：
[0071]
将未来发生日食时段对应的未发生日食的历史时段光伏电站的总辐射预测序列作为所述晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列。
[0072]
在本发明的实施例中，上述步骤3根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减
率预测序列和晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列，包括：
[0073]
按下式确定未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的总辐射预测值i
t
：
[0074]it
＝i
t,qdt
[0075]
式中，i
t,q
为将晴空时段中第t个时刻光伏电站的总辐射预测值，d
t
为未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的总辐射衰减率预测值，t∈[1,t]，t为未来发生日食时段的时刻总数。
[0076]
在本发明的实施例中，上述步骤4根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列，包括：
[0077]
将未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的总辐射预测值代入预先建立的光伏电站的总辐射-出力转换函数，获得未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力预测值；
[0078]
基于所述未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力预测值p
t
，按下式确定未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力爬坡率预测值r
t
：
[0079]rt
＝(p
t-p
t-1
)/δt
[0080]
式中，p
t-1
为未来发生日食时段中第t-1个时刻光伏电站的出力预测值，δt为时刻间隔，t∈[1,t]，t为未来发生日食时段的时刻总数，其中，当t＝1时，p
t-1
为未来发生日食时段中初亏时刻的前一时刻的出力。
[0081]
具体地，上述预先建立的光伏电站的总辐射-出力转换函数的获取过程，包括：
[0082]
对历史时段光伏电站的总辐射序列和出力序列进行线性拟合，获得所述预先获得的光伏电站总辐射-出力转换函数。
[0083]
在本发明的实施例中，上述将未来发生日食时段假设为晴空时段，获取晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列之后，还包括：
[0084]
根据晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定晴空时段光伏电站的出力爬坡率预测序列；
[0085]
根据未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列和晴空时段光伏电站的出力爬坡率预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率变化倍率预测序列。
[0086]
其中，上述根据晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定晴空时段光伏电站的出力爬坡率预测序列，包括：将晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列代入预先建立的光伏电站的总辐射-出力转换函数，获得晴空时段光伏电站的出力爬坡率预测序列；
[0087]
上述根据未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列和晴空时段光伏电站的出力爬坡率预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率变化倍率预测序列，包括：
[0088]
按下式确定未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力爬坡率变化倍率预测值η：
[0089][0090]
式中，r
t
为未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力爬坡率预测值，r
t
′
为晴空时段中第t个时刻光伏电站的出力爬坡率预测值。
[0091]
实施例2
[0092]
基于同一发明构思，本发明还提供一种日食影响下光伏电站出力爬坡率预测装置，如图2所示，包括：
[0093]
获取单元，用于获取日食期间光伏电站的总辐射衰减率序列；
[0094]
第一获取单元，用于获取未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列；
[0095]
第二获取单元，用于将未来发生日食时段假设为晴空时段，获取晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列；
[0096]
第三获取单元，用于根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列和晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列；
[0097]
第四获取单元，用于根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列。
[0098]
在本发明的实施例中，上述第一获取单元，具体用于：
[0099]
基于未来发生日食时段中初亏时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率预测值、食甚时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率预测值和复圆时刻对应的光伏电站的总辐射衰减率预测值，采用三次样条插值方法获得未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列。
[0100]
在本发明的实施例中，上述第二获取单元，具体用于：
[0101]
将未来发生日食时段对应的未发生日食的历史时段光伏电站的总辐射预测序列作为所述晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列。
[0102]
在本发明的实施例中，上述第三获取单元，具体用于：
[0103]
按下式确定未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的总辐射预测值i
t
：
[0104]it
＝i
t,qdt
[0105]
式中，i
t,q
为将晴空时段中第t个时刻光伏电站的总辐射预测值，d
t
为未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的总辐射衰减率预测值，t∈[1,t]，t为未来发生日食时段的时刻总数。
[0106]
在本发明的实施例中，上述第四获取单元，具体用于：
[0107]
将未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的总辐射预测值代入预先建立的光伏电站的总辐射-出力转换函数，获得未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力预测值；
[0108]
基于所述未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力预测值p
t
，按下式确定未来发生日食时段中第t个时刻光伏电站的出力爬坡率预测值r
t
：
[0109]rt
＝(p
t-p
t-1
)/δt
[0110]
式中，p
t-1
为未来发生日食时段中第t-1个时刻光伏电站的出力预测值，δt为时刻间隔，t∈[1,t]，t为未来发生日食时段的时刻总数，其中，当t＝1时，p
t-1
为未来发生日食时段中初亏时刻的前一时刻的出力。
[0111]
进一步地，所述预先建立的光伏电站的总辐射-出力转换函数的获取过程，包括：
[0112]
对历史时段光伏电站的总辐射序列和出力序列进行线性拟合，获得所述预先获得的光伏电站总辐射-出力转换函数。
[0113]
在本发明的实施例中，上述装置，还包括：第五获取单元，具体用于：
[0114]
根据晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定晴空时段光伏电站的出力爬坡率预测序列；
[0115]
根据未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列和晴空时段光伏电站的出力爬坡率预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率变化倍率预测序列。
[0116]
综上所述，本发明涉及一种日食期间光伏电站出力爬坡率预测方法及装置，获取未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列；将未来发生日食时段假设为晴空时段，获取晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列；根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列和晴空时段光伏电站的晴空总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列；根据未来发生日食时段光伏电站的总辐射预测序列，确定未来发生日食时段光伏电站的出力爬坡率预测序列；本发明预测的日食期间光伏电站出力爬坡率，可为反应日食对光伏电站出力影响提供了准确的判断依据；
[0117]
其中，采用三次样条插值处理天文预测的未来发生日食时段中的三个总辐射衰减率获得未来发生日食时段光伏电站的总辐射衰减率预测序列，为提高后续预测爬坡率的准确度奠定了基础；
[0118]
利用光伏电站的历史数据获得光伏电站总辐射-出力转换函数，处理方法简单有效，提高了数据处理的速率；
[0119]
在预测爬坡率的基础上，进一步地预测爬坡率变化倍率，更能直观的反映出日食对光伏电站出力影响。
[0120]
基于本发明的预测方案，用户可以及时判断出日食对光伏电站出力的影响，并采取积极措施，应对日食电网的影响，以避免日食对电网造成严重损失。
[0121]
本领域内的技术人员应明白，本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0122]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0123]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0124]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一
个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0125]
最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。