CN105825302A - 一种基于云平台的光伏电站功率预测系统 - Google Patents

一种基于云平台的光伏电站功率预测系统 Download PDF

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吴小云
唐洲
唐海燕
李建泉
姚颖
翟文杰
程宇旭
李庆武
邓华东
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Abstract

本发明公开了一种基于云平台的光伏电站功率预测系统，包括云平台，光伏电站客户端、电网调度中心和气象数据模块；云平台用于根据光伏电站的状态信息计算光伏电站的发电功率预测值；光伏电站客户端与云平台和电网调度中心网络连接，用于监测并向云平台提供光伏电站的状态信息，并根据电网调度中心的发电功率指标值调整光伏电站的实际发电功率；电网调度中心与云平台和光伏电站客户端网络连接，用于根据云平台计算的光伏电站发电功率预测值确定光伏电站发电功率指标值，并向光伏电站客户端发送发电功率指标值；气象数据模块与云平台网络连接，用于向云平台提供气象预报数据。本发明具有建设和维护成本低、维护方便、预测精度高等优点。

Description

一种基于云平台的光伏电站功率预测系统
技术领域
本发明涉及一种光伏电站功率预测系统，尤其涉及一种基于云平台的光伏电站功率预测系统。
背景技术
随着能源危机和环境污染趋势愈演愈烈，我国加大了光伏、风电等可再生能源的发展速度，可再生能源在一次能源中的占比已经由2005年的7.5%上升到2014年的10.3%，装机容量由2005年1.66亿吨标准煤提高到4.4亿吨标准煤。光伏发电更是发展迅速，截止2014年底，全国光伏发电累计装机28.05GW,其中光伏电站23.38GW，分布式4.67GW。2014年国内光伏发电新增装机容量10.6GW，其中光伏电站8.55GW，分布式2.05GW，“十三五”期间，我国光伏电站将以每年不少于15GW的规模迅速增长。光伏发电属于间歇性能源，其发电量受光照、温度、风速等综合因素影响较大，大规模接入容易引起电网电能质量下降甚至解列的危险。在光伏发电大规模接入的德国（光伏发电、风电等间歇性能源接入量超过30%），其电网稳定性依然位居世界前列的主要原因之一是光功率预测精度达到90%以上，因此精确的光功率预测是实现光伏发电大规模接入的重要前提。
现有的光伏发电功率预测系统均是通过购买气象部门气象数据，并通过本地环境监测仪监测本地实时环境数据，如实时光照、温度等，通过气象数据与本地实时环境数据由光伏功率预测后台进行短期和长期光伏电站功率预测，再将预测结果通过远程装置发送给当地电网调度中心。如专利申请号为201310301149.9的发明专利就为这种模式。但由于每个光伏发电站均需要购买气象部门的气象预报数据，在每个光伏发电站均需要建立光伏功率预测后台，因此建设及维护成本都很大，维护困难；虽然预测后台包括多种预测算法，但每个光伏发电站只有本发电站的历史数据，因此预测精度仍然不高。因此，研究一种成本更低、维护更多方便、预测精度更高的光伏电站功率预测系统具有重大的现实意义。
发明内容
本发明要解决的技术问题就在于：针对现有技术存在的技术问题，本发明提供一种建设成本及维护成本低，预测速度快、精度高的基于云平台的光伏电站功率预测系统。
为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：一种基于云平台的光伏电站功率预测系统，包括云平台，光伏电站客户端、电网调度中心和气象数据模块；所述云平台用于根据光伏电站的状态信息计算光伏电站的发电功率预测值；所述光伏电站客户端与所述云平台和所述电网调度中心网络连接，用于监测并向云平台提供光伏电站的状态信息，并根据所述电网调度中心的发电功率指标值调整光伏电站的实际发电功率；所述电网调度中心与所述云平台和所述光伏电站客户端网络连接，用于根据所述云平台计算的光伏电站发电功率预测值确定光伏电站发电功率指标值，并向所述光伏电站客户端发送发电功率指标值；所述气象数据模块与所述云平台网络连接，用于向云平台提供气象预报数据。
作为本发明的进一步改进，所述云平台包括数据收发模块、云计算模块、数据存储模块和云知识库；所述数据收发模块用于实现云平台与所述光伏电站客户端、电网调度中心之间的数据通信；所述数据存储模块用于存储所述光伏电站的历史数据；所述云计算模块用于根据所述光伏电站提供的状态信息、气象数据模块提供的气象预报数据、数据存储模块存储的历史数据，通过云知识库计算光伏电站的发电功率预测值。
作为本发明的进一步改进，所述云知识库包括同类电站历史数据库、光伏电站发电功率预测算法库、光伏电站发电功率预测修正模块和专家系统。
作为本发明的进一步改进，所述光伏电站客户端包括用于监测光伏电站状态信息的监测模块和用于根据电网调度中心的发电功率指标值调整光伏电站的实际发电功率的控制模块。
作为本发明的进一步改进，所述监测模块包括环境监测模块和运行监测模块；所述环境监测模块用于监测环境信息，包括光照强度、温度、风向、风速信息；所述运行监测模块用于监测光伏电站运行状态信息，包括发电总量、实时发电功率、装机容量信息。
作为本发明的进一步改进，该系统包括任意多个电网调度中心和任意多个光伏电站客户端。
与现有技术相比，本发明的优点在于：本发明具有建设和维护成本低、维护方便、预测精度高等优点。
附图说明
图1为本发明系统结构示意图。
图2为本发明云平台结构示意图及数据流示意图。
图例说明：1、云平台；2、光伏电站客户端；21、监测模块；22、控制模块；3、电网调度中心；4、气象数据模块。
具体实施方式
以下结合说明书附图和具体优选的实施例对本发明作进一步描述，但并不因此而限制本发明的保护范围。
如图1所示，本实施例，一种基于云平台的光伏电站功率预测系统，包括云平台1，光伏电站客户端2、电网调度中心3和气象数据模块4；云平台1用于根据光伏电站的状态信息计算光伏电站的发电功率预测值；光伏电站客户端2用于监测并向云平台1提供光伏电站的状态信息，并根据电网调度中心3的发电功率指标值调整光伏电站的实际发电功率；电网调度中心3用于根据云平台1计算的光伏电站发电功率预测值确定光伏电站发电功率指标值，并向光伏电站客户端2发送发电功率指标值；气象数据模块4与云平台连接，用于向云平台提供气象预报数据。
如图2所示，在本实施例中，云平台1包括数据收发模块、云计算模块、数据存储模块和云知识库；数据收发模块用于实现云平台1与光伏电站客户端2、电网调度中心3之间的数据通信；数据存储模块用于存储光伏电站的历史数据；云计算模块用于根据光伏电站提供的状态信息、气象数据模块4提供的气象预报数据、数据存储模块存储的历史数据，通过云知识库计算光伏电站的发电功率预测值。云知识库包括同类电站历史数据库、光伏电站发电功率预测算法库、光伏电站发电功率预测修正模块和专家系统。
在本实施例中，光伏电站客户端2包括用于监测光伏电站状态信息的监测模块21和用于根据电网调度中心3的发电功率指标值调整光伏电站的实际发电功率的控制模块22。监测模块21包括环境监测模块和运行监测模块；环境监测模块用于监测环境信息，包括光照强度、温度、风向、风速信息；运行监测模块用于监测光伏电站运行状态信息，包括发电总量、实时发电功率、装机容量信息。
在本实施例中，该系统包括任意多个电网调度中心3和任意多个光伏电站客户端2。每个电网调度中心3均与云平台1网络连接，每个光伏电站客户端2均与云平台1网络连接，每个光伏电站客户端2与一个电网调度中心3连接。
如图2所示，本实施例一种基于云平台的光伏电站功率预测系统数据处理流程为：光伏电站客户端2的监测模块21获取光伏电站的实时环境信息和实时运行状态信息，并将所监测得到的数据通过网络上传至云平台1。云平台1接收光伏电站的实时环境信息及实时运行信息，并调取数据存储模块中存储的光伏电站的历史数据，气象数据模块4获取光伏电站所在地的气象预报信息，并通过云知识库，结合同类电站历史数据，选择光伏电站发电功率预测算法库中合适的预测算法，由云计算模块计算出光伏电站的发电功率预测值，并通过光伏电站发电功率预测修正模块及专家系统对发电功率预测值进行修正，得到最佳的发电功率预测值。云平台1将光伏电站的发电功率预测值通过网络下发至电网调度中心3，由电网调度中心3根据云平台1下发的发电功率预测值，以及电网调度规划向光伏电站客户端2发送发电功率指标值，光伏电站客户端2根据该发电功率指标值控制该光伏电站的实际发电功率。云平台1同时也可将光伏电站的发电功率预测值发送至光伏电站客户端2，光伏电站客户端2可根据该发电功率预测值更好的调整分配光伏电站的发电情况。光伏电站客户端2也可将实时发电功率等信息通过网络发送至电网调度中心3，电网调度中心3可根据该实时信息更优的调整光伏电站的发电功率指标值。
在本发明的基于云平台的光伏电站功率预测系统中，无需为每个光伏电站建设一个功率预测系统，无需为每个功率预测系统购买气象数据，只需要将所有光伏电站客户端2和所有电网调度中心3通过网络与云平台网络连接，将光伏电站客户端2与所属的电网调度中心3网络连接，通过将光伏电站的实时监测信息上传至云平台1，由云平台1对发电功率进行预测并下发发电功率预测值，大大降低了为每个光伏电站建设一个功率预测系统的成本；同时，云平台1的扩容简单灵活，对于新建成所的光伏电站，只需要将光伏电站客户端2通过网络接入云平台1即可，建设和维护成本低；同时，云计算平台具有计算能力强、存储空间大的特点，相比于单个光伏电站建设的功率预测系统，云平台1能够存储光伏电站生命周期内的更多的历史数据，以及同类型光伏电站的历史数据，依赖这些历史数据以及云计算平台强大的计算能力，能够获得具有更高精度的发电功率预测值。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围内。

Claims (6)

1.一种基于云平台的光伏电站功率预测系统，其特征在于：包括云平台（1），光伏电站客户端（2）、电网调度中心（3）和气象数据模块（4）；
所述云平台（1）用于根据光伏电站的状态信息计算光伏电站的发电功率预测值；
所述光伏电站客户端（2）与所述云平台（1）和所述电网调度中心（3）网络连接，用于监测并向云平台（1）提供光伏电站的状态信息，并根据所述电网调度中心（3）的发电功率指标值调整光伏电站的实际发电功率；
所述电网调度中心（3）与所述云平台（1）和所述光伏电站客户端（2）网络连接，用于根据所述云平台（1）计算的光伏电站发电功率预测值确定光伏电站发电功率指标值，并向所述光伏电站客户端（2）发送发电功率指标值；
所述气象数据模块（4）与所述云平台网络连接，用于向云平台提供气象预报数据。
2.根据权利要求1所述的基于云平台的光伏电站功率预测系统，其特征在于：所述云平台（1）包括数据收发模块、云计算模块、数据存储模块和云知识库；
所述数据收发模块用于实现云平台（1）与所述光伏电站客户端（2）、电网调度中心（3）之间的数据通信；
所述数据存储模块用于存储所述光伏电站的历史数据；
所述云计算模块用于根据所述光伏电站提供的状态信息、气象数据模块（4）提供的气象预报数据、数据存储模块存储的历史数据，通过云知识库计算光伏电站的发电功率预测值。
3.根据权利要求2所述的基于云平台的光伏电站功率预测系统，其特征在于：所述云知识库包括同类电站历史数据库、光伏电站发电功率预测算法库、光伏电站发电功率预测修正模块和专家系统。
4.根据权利要求1至3任一项所述的基于云平台的光伏电站功率预测系统，其特征在于：所述光伏电站客户端（2）包括用于监测光伏电站状态信息的监测模块（21）和用于根据电网调度中心（3）的发电功率指标值调整光伏电站的实际发电功率的控制模块（22）。
5.根据权利要求4所述的基于云平台的光伏电站功率预测系统，其特征在于：所述监测模块（21）包括环境监测模块和运行监测模块；所述环境监测模块用于监测环境信息，包括光照强度、温度、风向、风速信息；所述运行监测模块用于监测光伏电站运行状态信息，包括发电总量、实时发电功率、装机容量信息。
6.根据权利要求5所述的基于云平台的光伏电站功率预测系统，其特征在于：该系统包括任意多个电网调度中心（3）和任意多个光伏电站客户端（2）。
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