CN107422180A - 一种基于云监控的光伏电站的功率预测系统 - Google Patents

一种基于云监控的光伏电站的功率预测系统 Download PDF

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陈宇恩
李明
宗志亮
康春晓
吴志健
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Abstract

本发明提出了一种基于云监控的光伏电站功率预测系统，包括：气象仪采集光伏电站所在范围内的气象监测信息，并将气象监测信息发送至光伏电站；每个光伏发电设备将自身的光伏发电数据发送至所在区域的光伏电站；光伏电站用于将接收到的气象监测数据和光伏发电数据通过网络发送至云监控子系统；云监控子系统将气象监测数据和光伏发电数据存储至内置数据库，并通过内置的功率预测子系统根据气象监测数据和光伏发电数据、气象预报数据，生成功率预测结果。本发明基于云监控子系统的区域预测方法可形成区域内采集数据和功率预测结果的共享性，不仅提高了预测的准确度，也大幅节省设备成本。

Description

一种基于云监控的光伏电站的功率预测系统
技术领域
本发明涉及光伏电站技术领域，特别涉及一种基于云监控的光伏电站的功率预测系统。
背景技术
随着全球能源危机的蔓延以及环境保护的客观要求，大规模可再生能源特别是光伏发电高速发展。光伏功率预测越准确，光伏并网给电网的安全运行带来的影响就越小，就能够有效的帮助电网调度部门做好各类电源的调度计划，对提高光伏发电开发利用、保证电网安全运行有重要意义。对于分布式光伏电站，在低功率的情况下安排设备检修、故障排除，会减少系统电量损失，从而提高整体发电量，功率预测系统在生产计划安排方面有独特的意义。
目前的光伏电站预测系统主要采用基于统计预测模型和物理模型相结合的预测方法。光伏电站实时功率数据从当地监控系统获取，气象信息从光伏电站气象检测仪获取，数值气象预报数据也是针对光伏电站当地的小尺度预测数据。可以看出，相关数据仅局限于本站的数据采集及累计，无法共享并利用同区域的其它光伏电站预测数据进行综合分析，以提高单个光伏电站气象预测准确度，导致统计模型和物理模型的预测都受到很大限制。
发明内容
本发明的目的旨在至少解决所述技术缺陷之一。
为此，本发明的目的在于提出一种基于云监控的光伏电站功率预测系统。
为了实现上述目的，本发明的实施例提供一种基于云监控的光伏电站功率预测系统，包括：气象仪、多个光伏发电设备、多座光伏电站、云监控子系统，
其中，每个所述光伏电站与所在变电站内的光伏发电设备通信，且进一步与所述气象仪通信，
所述气象仪用于采集所述光伏电站所在范围内的气象监测信息，并将所述气象监测信息发送至所述光伏电站；
每个所述光伏发电设备用于将自身的光伏发电数据发送至所在区域的所述光伏电站；
所述光伏电站用于将接收到的气象监测数据和光伏发电数据通过网络发送至所述云监控子系统；
所述云监控子系统用于将所述气象监测数据和光伏发电数据存储至内置数据库，并利用内置的功率预测子系统，根据所述气象监测数据、光伏发电数据和气象预报数据，分别对每个光伏发电设备的功率进行预测，生成功率预测结果，返回至所述云监控子系统进行数据共享。
进一步，所述功率预测子系统还用于接收来自气象部门的专业数值天气预报数据，建立预测模型，包括：根据每个所述光伏电站内采集到的气象监测数据和光伏发电数据，进行预测，其中，预测结果体现在相关变电站的辐照度和发电量预测值，以及对所述气象监测数据、光伏发电数据和专业数值天气预报数据进行分析，生成综合功率预测结果。
进一步，所述云监控子系统将所述功率预测结果以曲线文件的形式，下发至所述光伏电站。
进一步，对于位于同一区域的多个光伏电站，至少包括一个与气象仪通信的已建光伏电站，根据所述已建光伏电站的气象信息，上传至所述云监控子系统，由内部的功率预测子系统计算的功率预测结果，该功率预测结果通过所述云监控子系统共享至，该区域内其他未连接气象仪的光伏电站。
进一步，根据所述气象监测数据中风和云的线性移动特性，针对下风口的光伏电站提供更准确的预测信息，包括：利用历史气象数据和变化参数，结合各变电站分步和运行数据情况，综合分析预测。
进一步，每个所述光伏电站根据接收到功率预测结果，以对其发电工作状态进行调整。
根据本发明实施例的基于云监控的光伏电站功率预测系统，将区域内光伏电站采集到的气象监测数据、光伏发电数据汇总到云监控子系统的数据库，在此基础上进行功率预测计算，大幅提高了预测的准确度。基于云监控子系统的区域预测方法可形成区域内采集数据和功率预测结果的共享性，对于没有设置气象监测设备及数值气象服务的光伏电站，也同样能获得同等准确的功率预测服务，大幅节省设备成本。根据流动力学原理，在已知某光伏电站的气象数据条件下，根据功率预测模型可以预测下一时段其它光伏电站的气象条件，提升该站的功率预测准确度，便于电网合理调度。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
附图说明
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为根据本发明实施例的基于云监控的光伏电站功率预测系统的结构图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
本发明提出一种基于云监控的光伏电站功率预测系统，该系统利用云端技术共享同区域多个光伏电站已有的历史数据，应用基于云监控子系统的区域预测方法，解决了因新建电站历史数据缺失导致预测准确度不高的问题。
如图1，本发明实施例的基于云监控的光伏电站功率预测系统，包括：气象仪100、多个光伏发电设备200、多座光伏电站、云监控子系统300。其中，每个光伏电站光伏电站均与所在变电站内的多个光伏发电设备200通信，同时与气象仪100通信。
具体的，在同段地理区域内，可以建立多个光伏电站，其中可以包括已建多年的光伏电站，也有准备的新建光伏电站。如图1所示，光伏电站1为已建电站，光伏电站2为新建电站，…光伏电站n。
对于光伏电站(包括已建光伏电站和新建光伏电站)，通常配置有气象仪100。气象仪100用于采集光伏电站所在范围内的气象监测信息，并将气象监测信息发送至相应的光伏电站。
每个光伏发电设备200用于将自身的光伏发电数据发送至所在区域的光伏电站。光伏电站用于将接收到的气象监测数据和光伏发电数据通过网络发送至云监控子系统300。
优选的，光伏电站可以采用分布式光伏电站。需要说明的是，本发明适用的光伏电站不限于分布式光伏电站，还可以为其他类型的光伏电站，在此不再赘述。
云监控子系统300用于将气象监测数据和光伏发电数据存储至内置数据库，即，所有的光伏电站数据均通过云监控子系统300实现数据存储分析及共享下载。
然后，云监控子系统300利用内置的功率预测子系统400，
根据气象监测数据、光伏发电数据和气象预报数据，分别对每个光伏发电设备的功率进行预测，生成功率预测结果，返回至云监控子系统300进行数据共享。
在本发明的一个实施例中，功率预测子系统400还用于接收来自气象部门的专业数值天气预报数据，建立预测模型，，包括：根据每个所述光伏电站内采集到的气象监测数据和光伏发电数据，进行预测。其中，预测结果体现在相关变电站的辐照度和发电量预测值。
进而，功率预测子系统400对区域内的光伏电站采集的气象监测数据、光伏发电数据和专业数值天气预报数据进行分析和功率预测计算，生成功率预测结果，返回至云监控子系统300。
云监控子系统300将功率预测结果以曲线文件的形式，下发至光伏电站。
在本发明的一个实施例中，对于位于同一区域的多个光伏电站，至少包括一个与气象仪100通信的已建光伏电站，根据已建光伏电站的气象信息，上传至云监控子系统300，由其内部的功率预测子系统400计算的功率预测结果，该功率预测结果通过云监控子系统300共享至，该区域内其他未连接气象仪100的光伏电站。
对于同一区域内，在单个光伏电站具有气象监测设备(例如，气象仪100)及数值气象预报服务的条件下，就可形成区域内采集数据和功率预测结果的共享性，使得区域内光伏电站在不设置气象监测设备的条件下(例如，新建的光伏电站)，也同样能获得同等准确的功率预测服务。
特别是对于分布式光伏电站，如果由于成本的限制不安装气象监测设备，也可以享受同等准确功率预测服务。
此外，本发明可以根据气象监测数据中风和云的线性移动特性，针对下风口的光伏电站提供更准确的预测信息，包括：利用历史气象数据和变化参数，结合各变电站分步和运行数据情况，综合分析预测。
进而，每个光伏电站根据接收到功率预测结果，以对其发电工作状态进行调整。具体地，为了提高电站的功率预测准确度，以便于电网调度部门统一调度，本发明通过云监控子系统300将光伏电站气象综合预测统计数据，下发给已建光伏电站或新建光伏电站，以此补充和修正相关光伏电站气象预测统计数据，提高其功率预测准确度。
综上，本发明基于云监控子系统300，将原有光伏电站的地面气象数据信息和光伏发电设备200的综合数据信息上传至云监控子系统300的数据服务器，云端数据服务器实现数据存储、管理、预测模型的建立及分析计算，同时结合来自气象部门的专业数值天气预报，将综合分析后的数据以曲线文件的形式，下发给区域内光伏电站，以此补充和修正相关光伏电站气象预测统计数据，提高其功率预测准确度。
根据本发明实施例的基于云监控的光伏电站功率预测系统，将区域内光伏电站采集到的气象监测数据、光伏发电数据汇总到云监控子系统的数据库，在此基础上进行功率预测计算，大幅提高了预测的准确度。基于云监控子系统的区域预测方法可形成区域内采集数据和功率预测结果的共享性，对于没有设置气象监测设备及数值气象服务的光伏电站，也同样能获得同等准确的功率预测服务，大幅节省设备成本。根据流动力学原理，在已知某光伏电站的气象数据条件下，根据功率预测模型可以预测下一时段其它光伏电站的气象条件，提升该站的功率预测准确度，便于电网合理调度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。本发明的范围由所附权利要求及其等同限定。

Claims (6)

1.一种基于云监控的光伏电站功率预测系统，其特征在于，包括：气象仪、多个光伏发电设备、多座光伏电站、云监控子系统，
其中，每个所述光伏电站与所在变电站内的多个光伏发电设备通信，且进一步与所述气象仪通信，
所述气象仪用于采集所述光伏电站所在范围内的气象监测信息，并将所述气象监测信息发送至所述光伏电站；
每个所述光伏发电设备用于将自身的光伏发电数据发送至所在区域的所述光伏电站；
所述光伏电站用于将接收到的气象监测数据和光伏发电数据通过网络发送至所述云监控子系统；
所述云监控子系统用于将所述气象监测数据和光伏发电数据存储至内置数据库，并利用内置的功率预测子系统，根据所述气象监测数据、光伏发电数据和气象预报数据，分别对每个光伏发电设备的功率进行预测，生成功率预测结果，返回至所述云监控子系统进行数据共享。
2.如权利要求1所述的基于云监控的光伏电站功率预测子系统，其特征在于，所述功率预测子系统还用于接收来自气象部门的专业数值天气预报数据，建立预测模型，包括：根据每个所述光伏电站内采集到的气象监测数据和光伏发电数据，进行预测，其中，预测结果体现在相关变电站的辐照度和发电量预测值，以及对所述气象监测数据、光伏发电数据和专业数值天气预报数据进行分析，生成综合功率预测结果。
3.如权利要求2所述的基于云监控的光伏电站功率预测系统，其特征在于，所述云监控子系统将所述功率预测结果以曲线文件的形式，下发至所述光伏电站。
4.如权利要求1所述的基于云监控的光伏电站功率预测系统，其特征在于，对于位于同一区域的多个光伏电站，至少包括一个与气象仪通信的已建光伏电站，根据所述已建光伏电站的气象信息，上传至所述云监控子系统，由内部的所述功率预测子系统计算的功率预测结果，该功率预测结果通过所述云监控子系统共享至该区域内其他未连接气象仪的光伏电站。
5.如权利要求1所述的基于云监控的光伏电站功率预测子系统，其特征在于，根据所述气象监测数据中风和云的线性移动特性，针对下风口的光伏电站提供更准确的预测信息，包括：利用历史气象数据和变化参数，结合各变电站分步和运行数据情况，综合分析预测。
6.如权利要求1所述的基于云监控的光伏电站功率预测系统，其特征在于，每个所述光伏电站根据接收到功率预测结果，以对其发电工作状态进行调整。
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