一種光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光伏發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說(shuō)，涉及一種光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，對(duì)光伏系統(tǒng)的發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，需要?dú)庀髤?shù)和歷史數(shù)據(jù) 的支持，而常規(guī)的氣象參數(shù)包括輻照量、氣溫、氣壓、風(fēng)、濕度、云、降水等，光伏系統(tǒng)發(fā)電量 的預(yù)測(cè)具有不確定性，如何提高光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)精度，成為本領(lǐng)域技術(shù)人員亟待解 決的技術(shù)問(wèn)題之一。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明的目的在于提供一種光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)方法和系統(tǒng)，以提高光伏發(fā)電 系統(tǒng)預(yù)測(cè)發(fā)電量的預(yù)測(cè)精度。
[0004] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供了如下技術(shù)方案：
[0005] -種光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)方法，包括：
[0006] 獲取光伏發(fā)電站的歷史發(fā)電量數(shù)據(jù)和所述光伏發(fā)電站所處地的氣象參數(shù)，對(duì)所述 歷史發(fā)電量數(shù)據(jù)和氣象參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理，依據(jù)所述氣象參數(shù)提取預(yù)測(cè)時(shí)間序列；
[0007] 對(duì)初選單元集合中的多個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行包容性檢測(cè)，將不相互包容的單項(xiàng)預(yù) 測(cè)模型選入組合預(yù)測(cè)模型中；
[0008] 獲取與當(dāng)前氣象參數(shù)相匹配的n種評(píng)價(jià)指標(biāo)；
[0009] 依據(jù)所n種評(píng)價(jià)指標(biāo)和所述組合預(yù)測(cè)模型中各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在i時(shí)刻的預(yù)測(cè)值 計(jì)算i時(shí)刻所述組合預(yù)測(cè)模型中的各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的信息熵Sj;
[0010] 依據(jù)所述信息熵確定所述i時(shí)刻時(shí)，組合預(yù)測(cè)模型中第j種單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在所述 組合預(yù)測(cè)模型中的權(quán)重系數(shù)其中所述j= 1，2,3…m，所述m為組合預(yù)測(cè)模型種單 項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的個(gè)數(shù)；
[0011] 采用確定權(quán)重系數(shù)后的所述組合預(yù)測(cè)模型對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)發(fā)電量的進(jìn)行預(yù)測(cè)并輸出 最終預(yù)測(cè)結(jié)果。
[0012] 優(yōu)選的，上述光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)方法中，所述采用確定權(quán)重系數(shù)后的所述組 合預(yù)測(cè)模型對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)發(fā)電量的進(jìn)行預(yù)測(cè)并輸出最終預(yù)測(cè)結(jié)果，包括：
[0013] 依據(jù)公式
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括： 獲取光伏發(fā)電站的歷史發(fā)電量數(shù)據(jù)和所述光伏發(fā)電站所處地的氣象參數(shù)，對(duì)所述歷史 發(fā)電量數(shù)據(jù)和氣象參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理，依據(jù)所述氣象參數(shù)提取預(yù)測(cè)時(shí)間序列； 對(duì)初選單元集合中的多個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行包容性檢測(cè)，將不相互包容的單項(xiàng)預(yù)測(cè)模 型選入組合預(yù)測(cè)模型中； 獲取與當(dāng)前氣象參數(shù)相匹配的n種評(píng)價(jià)指標(biāo)； 依據(jù)所n種評(píng)價(jià)指標(biāo)和所述組合預(yù)測(cè)模型中各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在i時(shí)刻的預(yù)測(cè)值計(jì)算i時(shí)刻所述組合預(yù)測(cè)模型中的各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的信息熵Sj; 依據(jù)所述信息熵確定所述i時(shí)刻時(shí)，組合預(yù)測(cè)模型中第j種單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在所述組合 預(yù)測(cè)模型中的權(quán)重系數(shù)其中所述j= 1，2,3…m，所述m為組合預(yù)測(cè)模型種單項(xiàng)預(yù) 測(cè)模型的個(gè)數(shù)； 采用確定權(quán)重系數(shù)后的所述組合預(yù)測(cè)模型對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)發(fā)電量的進(jìn)行預(yù)測(cè)并輸出最終 預(yù)測(cè)結(jié)果。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述采用確定權(quán) 重系數(shù)后的所述組合預(yù)測(cè)模型對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)發(fā)電量的進(jìn)行預(yù)測(cè)并輸出最終預(yù)測(cè)結(jié)果，包括： 依據(jù)公式
卜算i+1時(shí)刻的所述組合預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)值 產(chǎn)1 , f(i+1)，其中fj(i+1)為i+1時(shí)刻第j單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)值； 依據(jù)i+1時(shí)刻發(fā)電量實(shí)際值以及所述n種評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)所述預(yù)測(cè)值f(i+1)進(jìn)行評(píng)價(jià)得 到預(yù)測(cè)精度； 判斷所述預(yù)測(cè)精度是否滿足預(yù)設(shè)要求，如果是，采用確定權(quán)重系數(shù)后的所述組合預(yù)測(cè) 模型對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)發(fā)電量的進(jìn)行預(yù)測(cè)并輸出最終預(yù)測(cè)結(jié)果，否則，對(duì)所述組合預(yù)測(cè)模型中的 單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行內(nèi)部修正并更新初選單元集合，利用更新后的初選單元集合中的多個(gè)單 項(xiàng)預(yù)測(cè)模型分別對(duì)光伏系統(tǒng)在所述預(yù)測(cè)時(shí)間序列中同一預(yù)測(cè)區(qū)間內(nèi)的發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測(cè)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述對(duì)所述多個(gè) 單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行包容性檢驗(yàn)，包括： 分別采用上述多個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型對(duì)預(yù)測(cè)時(shí)間序列中同一時(shí)刻光伏系統(tǒng)的發(fā)電量進(jìn)行 預(yù)測(cè)； 將所述多個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)結(jié)果采用回歸方程表示； 獲取所述每個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在回歸方程中所占的回歸系數(shù)； 判斷每?jī)蓚€(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的回歸系數(shù)03和0b之間的關(guān)系是否滿足條件a，0b) 等于（1，〇)或（1，〇)，如果滿足條件，則認(rèn)為03所對(duì)應(yīng)的單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型與0 b所對(duì)應(yīng)單項(xiàng) 預(yù)測(cè)模型相包容，否則，不包容。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述獲取與當(dāng)前 氣象參數(shù)相匹配的n種評(píng)價(jià)指標(biāo)，包括： 在歷史數(shù)據(jù)中查詢?cè)?jīng)預(yù)測(cè)過(guò)的與當(dāng)前獲取的所述氣象參數(shù)相匹配的歷史氣象參 數(shù)； 獲取與所述歷史氣象參數(shù)相匹配的n種評(píng)價(jià)指標(biāo)，將所述歷史氣象參數(shù)的n種評(píng)價(jià)指 標(biāo)作為所述多個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的n種評(píng)價(jià)指標(biāo)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述依據(jù)所n種評(píng) 價(jià)指標(biāo)和所述組合預(yù)測(cè)模型中各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在i時(shí)刻的預(yù)測(cè)值計(jì)算i時(shí)刻所述組合預(yù) 測(cè)模型中的各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的信息熵I;依據(jù)所述信息熵確定所述i時(shí)刻時(shí)，組合預(yù)測(cè) 模型中第j種單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在所述組合預(yù)測(cè)模型中的權(quán)重系數(shù)Wj(i)，包括： 分別采用n種評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)所述組合預(yù)測(cè)模型中的每個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模 型在i時(shí)刻的預(yù)測(cè)值進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的評(píng)價(jià)矩陣Ei:
所述為第j種單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在i時(shí)刻的采用 第k種評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)出的評(píng)價(jià)值； 對(duì)所述評(píng)價(jià)矩陣Ei歸一化處理得到歸一化評(píng)價(jià)矩陣Pi:
沂述Pik為ep在采用第k種評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià) 出的m單相預(yù)測(cè)模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)中所占的比重； 依據(jù)所述公式
〖得到第j種單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的信息熵I; 根據(jù)公式計(jì)算
算得到所述第j種單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在i時(shí)刻時(shí)在組合預(yù) /二1 測(cè)模型中的權(quán)重系數(shù)c^_(i)，其
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述指n種價(jià)指標(biāo) 包括：絕對(duì)誤差、平均誤差、平均相對(duì)誤差、均方根誤差、平均絕對(duì)誤差、平均絕對(duì)誤差百分 比和/或均方根誤差百分比。
7. -種光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括： 原始數(shù)據(jù)采集處理模塊，用于獲取光伏發(fā)電站的歷史發(fā)電量數(shù)據(jù)和所述光伏發(fā)電站所 處地的氣象參數(shù)，對(duì)所述歷史發(fā)電量數(shù)據(jù)和氣象參數(shù)進(jìn)行預(yù)處理，依據(jù)所述氣象參數(shù)提取 預(yù)測(cè)時(shí)間序列； 包容性檢測(cè)模塊，用于對(duì)初選單元集合中的多個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行包容性檢測(cè)，將不 相互包容的單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型選入組合預(yù)測(cè)模型中； 評(píng)價(jià)指標(biāo)提取模塊，用于獲取與當(dāng)前氣象參數(shù)相匹配的n種評(píng)價(jià)指標(biāo)； 權(quán)重系數(shù)計(jì)算模塊，用于依據(jù)所n種評(píng)價(jià)指標(biāo)和所述組合預(yù)測(cè)模型中各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模 型在i時(shí)刻的預(yù)測(cè)值計(jì)算i時(shí)刻所述組合預(yù)測(cè)模型中的各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的信息熵Sj，依 據(jù)所述信息熵確定所述i時(shí)刻時(shí)組合預(yù)測(cè)模型中第j種單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在組合預(yù)測(cè)模型中的 權(quán)重系數(shù)《j(i)，其中所述j= 1，2, 3…m，所述m為組合預(yù)測(cè)模型種單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的個(gè)數(shù)； m 初選單元預(yù)測(cè)模塊，用于依據(jù)公式/(/+D= +_D，計(jì)算i+l時(shí)刻的所述組合 M 預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)值f(i+l)，其中A(i+ 1)為i+ 1時(shí)刻第j單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的預(yù)測(cè)值； 發(fā)電量預(yù)測(cè)模塊，用于采用確定權(quán)重系數(shù)后的所述組合預(yù)測(cè)模型對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)發(fā)電量的 進(jìn)行預(yù)測(cè)并輸出最終預(yù)測(cè)結(jié)果。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)電量預(yù)測(cè) 豐吳塊包括： 預(yù)測(cè)精度測(cè)量模塊，用于依據(jù)i+1時(shí)刻發(fā)電量實(shí)際值以及所述n種評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)所述預(yù) 測(cè)值f(i+l)進(jìn)行評(píng)價(jià)得到預(yù)測(cè)精度； 修正模塊，用于判斷所述預(yù)測(cè)精度是否滿足預(yù)設(shè)要求，如果是，采用確定權(quán)重系數(shù)后的 所述組合預(yù)測(cè)模型對(duì)預(yù)測(cè)區(qū)內(nèi)發(fā)電量的進(jìn)行預(yù)測(cè)并輸出最終預(yù)測(cè)結(jié)果，否則，對(duì)所述組合 預(yù)測(cè)模型中的單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行內(nèi)部修正并更新所述初選單元集合中的初選單元集合。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述評(píng)價(jià)指標(biāo)提 取模塊的具體工作過(guò)程包括： 在歷史數(shù)據(jù)中查詢?cè)?jīng)預(yù)測(cè)過(guò)的與當(dāng)前獲取的所述氣象參數(shù)相匹配的歷史氣象參數(shù)； 獲取與所述歷史氣象參數(shù)相匹配的n種評(píng)價(jià)指標(biāo)，將所述歷史氣象參數(shù)的n種評(píng)價(jià)指標(biāo)作 為所述多個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的n種評(píng)價(jià)指標(biāo)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，所述權(quán)重系數(shù)計(jì) 算模塊的具體工作過(guò)程包括： 分別采用n種評(píng)價(jià)指標(biāo)對(duì)所述組合預(yù)測(cè)模型中的每個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模 型在i時(shí)刻的預(yù)測(cè)值進(jìn)行評(píng)價(jià)，得到各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的評(píng)價(jià)矩陣Ei:
所述為第j種單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在i時(shí)刻的采用 ， 第k種評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià)出的評(píng)價(jià)值； 對(duì)所述評(píng)價(jià)矩陣Ei歸一化處理得到歸一化評(píng)價(jià)矩陣Pi:
:述Pik為ep在采用第k種評(píng)價(jià)指標(biāo)評(píng)價(jià) 出的m單相預(yù)測(cè)模型的評(píng)價(jià)指標(biāo)中所占的比重； 依據(jù)所述公，
計(jì)算得到第j種單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的信息熵Sj; 根據(jù)公式計(jì)j汁算得到所述第j種單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在i時(shí)刻時(shí)在組合預(yù)
J=i m 測(cè)模型中的權(quán)重系數(shù)Wj(i)，其中1>(/_) = 1，〇彡⑴彡1。 j=l
【專利摘要】本發(fā)明實(shí)施例公開(kāi)了一種光伏系統(tǒng)發(fā)電量的預(yù)測(cè)方法，在預(yù)測(cè)過(guò)程中，通過(guò)檢測(cè)所述初選單元集合中的多個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的包容性，從而確定在預(yù)測(cè)光伏系統(tǒng)發(fā)電量時(shí)所需用組合預(yù)測(cè)模型中的單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型，并且通過(guò)采用組合預(yù)測(cè)模型中的各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的信息熵Sj，計(jì)算所述組合預(yù)測(cè)模型中的各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的權(quán)重系數(shù)，使得所述各個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型的權(quán)重系數(shù)與當(dāng)前天氣參數(shù)相匹配，因此，在采用本方案對(duì)光伏系統(tǒng)的發(fā)電量進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)，所述每個(gè)單項(xiàng)預(yù)測(cè)模型在組合預(yù)測(cè)模型中所占的權(quán)重系數(shù)是依據(jù)當(dāng)前天氣參數(shù)可調(diào)的，因此，具有較高的預(yù)測(cè)精度。
【IPC分類】G06Q10-04, G06Q50-06
【公開(kāi)號(hào)】CN104809532
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510269055
【發(fā)明人】陳顯達(dá), 王俊海, 李萬(wàn)雄, 李先林, 呂勇, 王策, 代飛順
【申請(qǐng)人】海南漢能薄膜太陽(yáng)能有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月29日
【申請(qǐng)日】2015年5月25日