光伏发电系统功率预测方法研究综述

光伏发电大规模并网给电网的稳定运行带来巨大挑战,提高光伏发电功率预测水平对光伏能源并网安全具有重要意义.光伏发电系统功率输出具有明显的非线性、间接波动性和不确定性特点,须采用数学模型结合多尺度预测方法实现较高预测精度.针对多元线性回归算法、马尔科夫链预测、神经网络算法、支持向量机和组合预测等光伏系统输出功率的直接预测方...     

基于相似样本及PCA的光伏输出功率预测

针对光伏输出功率预测问题,提出相似样本及PCA相结合的光伏输出功率预测模型。通过对光伏发电系统历史发电量数据和气象数据相关性分析,根据辐照度具有时间周期性和邻近相似性的特性选取参考样本,求取预测日与参考样本辐照度的欧氏距离并确定相似样本,采用PCA对相似样本提取主成分作为神经网络的输入,简化网络结构。仿真结果表明,相似样本算法可以有效地对不同天气类型的光伏输出功率进行预测,基于PCA的神经网络模型可进一步提高预测精度、泛化性能更好。     

基于相似日和小波神经网络的光伏短期功率预测

光伏发电功率预测对电网的稳定性和安全性具有十分重要的意义。提出了基于相似日和小波神经网络的预测方法,根据相似日理论通过灰色关联系数法选取历史相似日,将选取的6个相似日的发电数据作为模型的输入变量,同BP神经网络、小波神经网络的预测结果进行对比和误差分析。以某光伏电站历史发电数据为例,验证算法的可行性。     

基于Elman算法的光伏阵列的短期功率预测研究

根据青海某5 MW光伏电场的历史光伏发电功率数据和当地的气象预报信息,分析影响功率预测的主要气象因素。采用Elman神经网络算法,结合与预测日同日类型下整点时刻的气象数据和光伏输出功率数据,建立光伏发电短期功率预测模型。对不同日类型的光伏出力的预测结果表明,该短期预测模型具有较高的精度,有助于电网能量的调度,对电力系统的安全稳定运行有积极作用。通过与BP神经网络和非线性状态估计(NSET)算法对比研究表明,Elman神经网络具有更高的预测精度。     

基于改进相似日和ABC-SVM的光伏电站功率预测

为提高光伏电站输出功率预测的精度,以满足电网调度的高精度要求,提出基于改进相似日和人工蜂群算法优化支持向量机的光伏电站功率预测方法。运用熵权法计算得到各气象因素对光伏出力的影响权重,通过计算历史日与待测日气象因数的加权欧氏距离和加权关联度确定相似日,选取相似日光伏输出功率历史数据、温度和湿度以及待测日温度、湿度作为支持向量机的输入变量,采用k-折交叉验证和人工蜂群算法相结合的方法优化核函数参数和惩罚因子,最终输出光伏电站各时段发电功率的预测值。实验结果表明该方法可有效提高光伏电站功率预测模型的泛化能力和学习能力,具有较高的预测精度。     

基于相似日和神经网络的光伏发电预测

光伏发电系统的输出功率受到季节、太阳辐射强度、温度和湿度等气象条件影响,呈现出时变性、间歇性和随机性。文章提出了基于相似日原理和改进的BP神经网络预测方法,利用光伏电站的历史气象信息建立气象特征向量,基于曼哈顿距离寻找相似日,根据给定的不同预测日选取3个相似日的输出功率作为预测模型输入,直接预测发电站的输出功率。以某光伏电站为例进行建模预测,并通过预测误差分析证明了算法的有效性。     

基于PSOEM和神经网络的光伏电站功率预测

分析光伏发电输出功率预测的影响因素,确定了基于BP神经网络的功率预测模型,针对BP神经网络本身易陷入局部极值、收敛速度慢等问题,采用粒子群优化算法（PSO）和带扩展记忆粒子群优化算法（PSOEM）这2种群智能算法来优化BP神经网络的初始值和阈值,分别建立了基于PSO-BP神经网络和基于PSOEM-BP神经网络的光伏电站输出功率预测模型。根据某光伏电站2月1日—6月30日的光伏发电历史数据,利用所提3种模型对光伏发电系统进行了功率预测。误差对比结果表明,基于PSOEM-BP神经网络的功率预测精度明显高于基于PSO-BP神经网络的功率预测精度,故采用PSOEM优化后BP神经网络模型进行光伏功率预测,具有一定的理论和实用价值。     

光伏发电系统输出功率计算方法研究

准确计算光伏发电系统的输出功率,对光伏发电系统发电量的监管和光伏并网系统与电网调度、电力负荷等的配合问题具有重大意义。根据光伏发电系统的结构和工作原理,提出了光伏发电系统输出功率计算方法,可以计算任意太阳辐射量、环境温度、系统结构下的光伏发电系统输出功率。通过与真实光伏电站运行数据的比对,结果显示了光伏发电系统输出功率计算方法的适用性与准确性。     

基于相似日误差校正的光伏功率预测

光伏发电的功率预测是电网运行调度普遍关注的问题。光伏电站大量历史数据的挖掘和利用为波动的光伏功率建模提供了新方向。在采用气象相似日进行光伏发电功率预测的基础上,引入了相似日的光伏发电功率预测误差对预测日的光伏功率进行校正,更进一步提高了光伏发电功率预测的准确性。     

光伏电站输出功率影响因素分析

光伏发电系统的发电量取决于太阳辐照强度和温度等因素,其输出功率的变化具有间歇性和不可控性,大规模的光伏并网应用将对大电网的稳定运行造成冲击。光储联合应用将有助于降低光伏电源的负面影响,为了协调配置光伏系统与储能系统,需要深入了解光伏发电系统的输出特性。首先分析了大规模光伏发电系统并网应用对电网带来的影响,进而介绍了光伏发电原理和影响光伏组件输出的因素;然后依托某100 kWp光伏电站的实际历史运行数据,基于统计学方法,从气象因素如日类型、太阳辐射强度和温度等影响光伏出力的角度,对光伏发电系统的输出特性作了定性、定量的分析,从而归纳了光伏输出特性,最后据此提出了光伏电站输出功率的评价指标。     

基于数据挖掘和遗传小波神经网络的光伏电站发电量预测

为了解决光伏发电预测不确定性问题,进一步提高光伏电站发电量的预测精度。提出一种基于数据挖掘和遗传小波神经网络的光伏电站发电混合预测模型,利用K均值聚类算法对历史数据进行分类,并对传统BP神经网络进行改进。以BP神经网络为基础,引入小波分析构建小波神经网络,同时利用遗传算法对网络的初始参数进行全局寻优得到最优参数,利用交叉熵函数对学习规则进行改进。改进后的网络模型既具有小波分析的良好的局部时域和频域特性,又具有全局搜索能力,可增大跳出局部最优的可能性,同时拥有更快的收敛能力和稳定性。实验结果验证了该算法的有效性。     

基于MIV-PSO-BPNN的光伏出力短期预测

针对高比例光伏接入电网时,光伏出力的波动性会严重影响电力系统稳定运行的问题提出一种基于平均影响值与改进粒子群优化神经网络的组合式光伏出力短期预测模型。首先,采用直接预测法,选取总辐射量、直接辐射量、散射量、相对湿度、气温、风速和降雨量7个影响光伏出力的因素,构建MIV-PSO-BPNN模型,基于Rapid Miner数据挖掘得出降雨量对光伏出力平均影响值为0.0099,影响较小,不作为模型输入变量。然后,用改进PSO优化算法对BPNN的权值与阈值进行优化。最后,利用上海浦东国际机场T2-2光伏电站数据进行验证,结果表明MIV-PSO-BPNN模型对光伏出力预测有效,在实际中有一定应用价值。     

基于综合相似日和功率相关性的光伏电站预测功率修正

提出了一种基于邻近电站和综合相似日的BP网络光伏输出功率异常数据修复方法。考虑了地理位置、温度以及1日类型等影响出力的因素,通过皮尔逊积距法选取与待修复电站功率相关度高的邻近电站,综合使用灰色关联度和曲线相似度来分析相似日,找出与待修复日相符的周边电站的综合相似日数据,然后建立BP网络模型,用自适应调节学习速率的方法修复不良数据。对青海地区实际光伏预测功率中的异常数据进行修复的结果表明,该方法有较高的修复精度。     

基于CA-SE-GA-BP的光伏发电功率预测

针对光伏发电功率预测精度低的问题,以澳大利亚爱丽丝泉地区某200kW的光伏电站为例,选用遗传算法(GA)优化BP神经网络,采用相关性分析法(CA)确定太阳辐照度、温度、湿度为影响光伏发电功率的主要因子,结合经样本熵(SE)量化的天气类型作为模型输入量,提出CA-SE-GA-BP神经网络的光伏发电功率预测模型。结果表明,多云天气下CA-SE-GA-BP神经网络均方根误差、平均绝对百分比误差分别为4.48%、2.27%,晴天、雾霾、雨天三种天气类型下的预测误差也基本上不超过10%,相较于SE-GA-BP、CA-GA-BP、GA-BP神经网络,CA-SE-GA-BP神经网络预测误差降低,为解决光伏系统发电功率预测提供了一种高效准确可行的方法。     

Neural network based estimation of maximum power generation from PVmodule using environmental information

This paper presents an application of an artificial neural network for the estimation of maximum power generation from PV module. The output power from a PV module depends on environmental factors such as irradiation and cell temperature. For the operation planning of power systems, the prediction of the power generation is inevitable for PV systems. For this purpose, irradiation, temperature and wind velocity are utilized as the input information to the proposed neural network. The output is the predicted maximum power generation under the condition given by those environmental factors. The efficiency of the proposed estimation scheme is evaluated by using actual data on daily, monthly and yearly bases. The proposed method gives highly accurate predictions compared with predictions using the conventional multiple regression model     

基于遗传算法优化粗糙决策模型的光伏电站发电量的影响因素研究

通常光伏电站设计时要考虑2个主要目标,一个是使光伏电站的发电量最大,另一个是使光伏电站的度电成本最低.影响光伏电站发电量的因素众多,不同因素之间的相互影响及其交互影响极其复杂.在粗糙决策模型的基础上,引入遗传算法来寻找光伏电站发电量的主要影响因素.以光伏电站发电量作为决策属性,选取8个参数作为条件属性,建立了光伏电站发...     

基于改进粒子群优化神经网络算法的波浪捕获功率预测

传统BP神经网络算法应用于波浪发电系统捕获功率预测,易陷入局部最优和泛化能力不足,为此提出一种改进的粒子群优化神经网络算法,动态调整学习因子并添加变异算子。采用间接预测策略,搭建从波浪数据到波浪捕获功率的直驱式波浪发电系统模型;应用改进算法预测分析波浪历史数据,输入搭建模型,进而获得波浪捕获功率预测值。比较分析不同预测步数和不同算法的仿真结果可知,改进算法能有效克服传统算法不足,提高预测精度。     

基于遗传算法优化神经网络的光伏电站短期功率预测

针对现有光伏发电预测的不足,基于遗传算法(GA)和神经网络(BP)算法构建光伏电站功率预测模型,并使用组合权重法遴选相似日对模型进行修正。采用新疆某光伏电站运行实例验证模型的有效性,并对比BP-GA模型与单一BP模型的预测误差。结果表明,BP-GA模型克服了传统单一BP模型的不足,具有较高的预测精度,可为光伏发电预测工程实践提供参考。     

非正常功率衰减光伏组件的发电量分析与研究

光伏组件是光伏电站的关键部件,其功率衰减将造成光伏电站的整体发电量下降,影响电站的效益。通过对连接有正常功率衰减光伏组件和非正常功率衰减光伏组件的2台逆变器的发电量数据进行分析,得出了非正常功率衰减光伏组件的衰减规律及衰减程度,可为以后深入研究提供参考。     

基于平抑风光出力波动的主动配电网优化调度

因风电、光伏光出力波动特性,并网运行将对主动配电网运行的稳定性造成影响。结合储能系统,将主动配电网中功率波动幅度大的风电、功率具有间歇特性的光伏搭建为风光储联合发电系统。通过改变柔性负荷边际效益增强其参与调度意愿,提高主动配电网消纳分布式可再生能源的能力及运行的稳定性。为提高粒子群算法的收敛性,利用模糊推理规则对学习因子动态调整。基于IEEE 30节点仿真算例,以系统日运行综合经济性为目标,使用模糊自适应粒子群算法寻优。算例仿真与分析验证了该文模型有效性。