CN109711055A - 光伏电站发电功率的估算方法、装置及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种光伏电站发电功率的估算方法、装置及电子设备，估算方法包括：获取指定区域网格的参考台区电站的发电功率曲线；根据所述参考台区电站的发电功率曲线以及构建的功率估算模型，确定出所述指定区域网格的目标台区电站的估值发电功率曲线。本申请实施例无需在现场增设传感器和工业控制模块等设备，节省了设备成本和人力成本；另外，还可以实时获取目标台区电站的估值发电功率曲线，大大提高了采集频度；而且，在训练的功率估算模型时，以目标台区电站的实时发电功率曲线不断地修正估值发电功率曲线，提高了功率估算模型的准确性，使得功率估算模型估算出的估值发电功率曲线全面而准确。
Description
技术领域
本申请涉及光伏电站发电功率检测技术领域，具体而言，涉及一种光伏电站发电功率的估算方法、装置及电子设备。
背景技术
分布式光伏发电并网规模的激增，对配网规划，电网的安全运行带来了诸多挑战。为提高各级电网光伏消纳能力，合理安排调度计划与进行光伏电站管理，分布式光伏数据采集与统计管理得到了电力行业的高度重视。
采集分布式电站的发电功率的发电功率是一项十分重要的工作内容。现有技术中，针对分布式电站通常采用分布式的数据采集模式进行，即通过传感器、工业控制模块等设备就近、分散地在现场采集分布式电站的发电功率。
然而，相较于集中式电站，分布式电站的体量小且布局散。这导致现有采集分布式电站的发电功率的方法存在采集覆盖率低、数据采集不完整且频度低以及采集成本高等缺陷。
发明内容
本申请提供了一种光伏电站发电功率的估算方法、装置及电子设备，用于解决现有采集分布式电站的发电功率的方法存在采集覆盖率低、数据采集不完整且频度低以及采集成本高等缺陷的技术问题。
第一方面，本申请实施例提供了一种光伏电站发电功率的估算方法，包括：获取指定区域网格的参考台区电站的发电功率曲线；根据参考台区电站的发电功率曲线以及构建的功率估算模型，确定出指定区域网格的目标台区电站的估值发电功率曲线。
第二方面，本申请实施例提供了一种光伏电站发电功率的估算装置，包括：
获取模块，用于获取指定区域网格的参考台区电站的发电功率曲线；
计算模块，用于根据参考台区电站的发电功率曲线以及构建的功率估算模型，确定出指定区域网格的目标台区电站的估值发电功率曲线。
第三方面，本申请实施例提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器；存储器配置用于存储机器可读指令，指令在由处理器执行时，使得处理器执行本申请实施例第一方面提供的光伏电站发电功率的估算方法。
第四方面，本申请实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本申请实施例第一方面提供的光伏电站发电功率的估算方法。
本申请实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
在本申请实施例提供的光伏电站发电功率的估算方法中，基于构建的功率估算模型，以及与目标台区电站同属于一个区域网格的参考台区电站的发电功率曲线，采用估算的方法确定出目标台区电站的估值发电功率曲线。该方法无需在现场设置传感器和工业控制模块等设备，节省了设备成本和人力成本；另外，还可以实时获取目标台区电站的估值发电功率曲线，大大提高了采集频度；而且，在训练的功率估算模型时，以目标台区电站的实时发电功率曲线不断地修正估值发电功率曲线，提高了功率估算模型的准确性，使得功率估算模型估算出的估值发电功率曲线全面而准确。
本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些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
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对本申请实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
图1为本申请实施例提供的一种光伏电站发电功率的估算方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种光伏电站发电功率的扩展估算方法的流程示意图；
图3为本申请实施例提供的一种光伏电站发电功率的估算装置的模块示意图；
图4为本申请实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述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，仅用于解释本申请，而不能解释为对本发明的限制。
本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本申请的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施方式作进一步地详细描述。
下面以具体地实施例对本申请的技术方案以及本申请的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。下面这几个具体的实施例可以相互结合，对于相同或相似的概念或过程可能在某些实施例中不再赘述。下面将结合附图，对本申请的实施例进行描述。
本申请的发明人发现，对于光伏电站来说，在同一网格区域内，由于不同台区电站所处的气象环境几乎是相同的，因此，台区电站之间的发电功率差别主要各台区电站装机容量不同造成的，台区电站的发电功率与该台区电站的装机容量呈正相关，对于在同一网格区域内不同台区电站，各台区电站的单位装机容量所对应的发电功率应该是近似相等的。本申请的发明人进一步考虑到，在同一网格区域内，一些台区电站(如额定电压为10千伏)已经被纳入了调度口径管理的电站，其发电功率的相关数据可以在调度系统中获取，因此可以根据已纳入调度口径管理台区电站的发电功率，估算其他未被纳入调度口径管理台区电站的发电功率。
由上述分析可知，对于同一网格区域中已知装机容量的两个台区电站，一个台区电站的发电功率可以由另一个台区电站的发电功率经预设的转换过程得到。
本申请实施例提供了一种光伏电站发电功率的估算方法，该方法的流程示意图如图1所示，包括：
S1：获取指定区域网格的参考台区电站的发电功率曲线。
应当说明的是，参考台区电站是指已经运行且被纳入了调度口径管理的台区电站，其发电功率的相关数据可以在调度系统中获取。
可选地，在本申请实施例提供的光伏电站发电功率的估算方法中，获取指定区域网格的参考台区电站的发电功率曲线，包括：获取指定区域网格的参考台区电站在预设时段内的时序功率数据，根据时序功率数据，拟合出参考台区电站的发电功率曲线。
S2：根据参考台区电站的发电功率曲线以及构建的功率估算模型，确定出指定区域网格的目标台区电站的估值发电功率曲线。
目标台区电站是和参考台区电站同属于一个区域网格的未被纳入调度口径管理的台区电站。
可选地，在本申请实施例提供的光伏电站发电功率的估算方法中，根据参考台区电站的发电功率曲线以及构建的功率估算模型，确定出指定区域网格的目标台区电站的估值发电功率曲线，包括：
利用功率估算模型将参考台区电站的发电功率曲线，转换为目标台区电站的单位装机容量的发电功率曲线；
利用功率估算模型根据目标台区电站的单位装机容量的发电功率曲线，以及目标台区电站的装机容量，确定出目标台区电站的估值发电功率曲线。
可选地，参考台区电站包括额定电压为10千伏及以上的分布式光伏电站；以及，目标台区电站包括额定电压为220伏或380伏的分布式光伏电站。
在本申请实施例提供的光伏电站发电功率的估算方法中，基于两个台区电站之间功率的预设转换过程构建了功率估算模型，功率估算模型可以下述方法预先构建得到，该方法的流程示意图如图1所示，包括：
(a)采集区域网格的目标台区电站的实时发电功率曲线。
(b)获取区域网格的参考台区电站的发电功率曲线。
(c)目标台区电站和参考台区电站同属于一个区域网格。
(d)将获取到的参考台区电站的发电功率曲线，转换为目标台区电站的单位装机容量的发电功率曲线。
(e)根据目标台区电站的单位装机容量的发电功率曲线，以及与参考台区电站属于同一区域网格的目标台区电站的装机容量，估算出目标台区电站的估值发电功率曲线。
(f)根据每个目标台区电站的实时发电功率曲线和估值发电功率曲线，基于循环神经网络算法训练得到功率估算模型。
本领域的技术人员可以理解，功率估算模型的输出结果(即目标台区电站的估值发电功率曲线)可能与目标台区电站的实时发电功率曲线存在差异，因此需要实时发电功率曲线与估值发电功率曲线的差值修正功率估算模型，使得功率估算模型的输出的目标台区电站的估值发电功率曲线尽可能逼近实时发电功率曲线，保证功率估算模型的输出结果的准确性。
上述步骤仅仅是依次训练过程，为了提高功率估算模型的准确性，可以针对同一个区域网格的不同时段重复上述训练过程。另外，功率估算模型可以应用于不同网格区域的光伏电站发电功率的估算，因此还可以针对不同的区域网格重复上述训练过程。
在本申请实施例提供的光伏电站发电功率的估算方法中，基于与目标台区电站同属于一个区域网格的参考台区电站的发电功率曲线，以及构建的功率估算模型，采用估算的方法确定出目标台区电站的估值发电功率曲线。该方法无需在现场设置传感器和工业控制模块等设备，节省了设备成本和人力成本；还可以实时获取目标台区电站的估值发电功率曲线，大大提高了采集频度；而且，在训练的功率估算模型时，以目标台区电站的实时发电功率曲线不断地修正估值发电功率曲线，提高了功率估算模型的准确性，使得功率估算模型估算出的估值发电功率曲线全面而准确。
本申请实施例还提供了一种光伏电站发电功率的扩展估算方法，该方法的流程示意图如图2所示，包括：
S11：获取指定区域网格的参考台区电站在预设时段内的时序功率数据。
参考台区电站可以是装机容量为5兆瓦，额定电压为10千伏的分布式光伏电站，获取该参考台区电站在15时至18时内的时序功率数据。该时序功率数据可以在调度系统中获取。
S12：根据时序功率数据，拟合出参考台区电站的发电功率曲线。
本领域的技术人员可以理解，参考台区电站的发电功率曲线是以时间轴为横坐标，发电功率指为纵坐标的曲线。
S13：利用功率估算模型将参考台区电站的发电功率曲线，转换为目标台区电站的单位装机容量的发电功率曲线。
由于在参考台区电站和目标台区电站在同一网格区域内，二者所处的气象环境几乎是相同的，因此参考台区电站和目标台区电站的单位装机容量所对应的发电功率应该是近似相等的。
以1兆瓦为单位装机容量，将参考台区电站的发电功率曲线中的各时刻的功率数据等比压缩为原来的0.2倍，即可得到目标台区电站的1兆瓦的装机容量所对应的发电功率曲线。
S14：利用功率估算模型根据目标台区电站的单位装机容量的发电功率曲线，以及目标台区电站的装机容量，确定出目标台区电站的估值发电功率曲线。
例如，目标台区电站实际为装机容量为100千瓦，额定电压为220伏的分布式光伏电站。则将目标台区电站的1兆瓦的装机容量所对应的发电功率曲线中的各时刻的功率数据，等比压缩为原来的0.1倍，即可得到目标台区电站的估值发电功率曲线。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种光伏电站发电功率的估算装置200，如图3所示，包括：获取模块201和计算模块202。
获取模块201用于获取指定区域网格的参考台区电站的发电功率曲线。计算模块202用于根据参考台区电站的发电功率曲线以及构建的功率估算模型，确定出指定区域网格的目标台区电站的估值发电功率曲线。
可选地，在本申请实施例提供的光伏电站发电功率的估算装置200中的获取模块201，还包括获取单元2011和曲线拟合单元2012。
获取单元2011用于获取指定区域网格的参考台区电站在预设时段内的时序功率数据。
曲线拟合单元2012用于根据时序功率数据，拟合出参考台区电站的发电功率曲线。
可选地，在本申请实施例提供的光伏电站发电功率的估算装置200中的计算模块202，还包括第一计算单元2021和第二计算单元2022。
第一计算单元2021用于利用功率估算模型将参考台区电站的发电功率曲线，转换为目标台区电站的单位装机容量的发电功率曲线。
第二计算单元2022用于利用功率估算模型根据目标台区电站的单位装机容量的发电功率曲线，以及目标台区电站的装机容量，确定出目标台区电站的估值发电功率曲线。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种电子设备300，如图4所示，电子设备300包括：处理器301和存储器302。存储器302配置用于存储机器可读指令，指令在由处理器执行时，使得处理器执行本申请实施例提供的光伏电站发电功率的估算方法。
本申请实施例中的存储器302上存储有计算机程序，该计算机程序由处理器301执行以实现本申请实施例所提供的光伏电站发电功率的估算方法。
本申请实施例中的存储器302可以是ROM(Read-Only Memory，只读存储器)或可存储静态信息和指令的其他类型的静态存储设备，可以是RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)或者可存储信息和指令的其他类型的动态存储设备，也可以是EEPROM(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器)、CD-ROM(Compact Disc Read-Only Memory，只读光盘)或其他光盘存储、光碟存储(包括压缩光碟、激光碟、光碟、数字通用光碟、蓝光光碟等)、磁盘存储介质或者其他磁存储设备、或者能够用于携带或存储具有指令或数据结构形式的期望的程序代码并能够由计算机存取的任何其他介质，但不限于此。
本申请实施例中的处理器301可以是CPU(Central Processing Unit，中央处理器)、通用处理器、DSP(Digital Signal Processor，数据信号处理器)、ASIC(ApplicationSpecific Integrated Circuit，专用集成电路)、FPGA(Field－Programmable GateArray，现场可编程门阵列)或者其他可编程逻辑器件、晶体管逻辑器件、硬件部件或者其任意组合。其可以实现或执行结合本申请公开内容所描述的各种示例性的逻辑方框，模块和电路。处理器301也可以是实现计算功能的组合，例如包含一个或多个微处理器组合，DSP和微处理器的组合等。
本技术领域技术人员可以理解，本申请实施例提供的工程建设计划的预测设备可以为所需的目的而专门设计和制造，或者也可以包括通用计算机中的已知设备。这些设备具有存储在其内的计算机程序，这些计算机程序选择性地激活或重构。这样的计算机程序可以被存储在设备(例如，计算机)可读介质中或者存储在适于存储电子指令并分别耦联到总线的任何类型的介质中。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现本申请实施例提供的光伏电站发电功率的估算方法。
该计算机可读介质包括但不限于任何类型的盘(包括软盘、硬盘、光盘、CD-ROM、和磁光盘)、ROM、RAM、EPROM(Erasable Programmable Read-Only Memory，可擦写可编程只读存储器)、EEPROM、闪存、磁性卡片或光线卡片。也就是，可读介质包括由设备(例如，计算机)以能够读的形式存储或传输信息的任何介质。
应用本申请的实施例，至少可以实现如下技术效果：
在本申请实施例提供的光伏电站发电功率的估算方法中，基于与目标台区电站同属于一个区域网格的参考台区电站的发电功率曲线，以及构建的功率估算模型，采用估算的方法确定出目标台区电站的估值发电功率曲线。该方法无需在现场设置传感器和工业控制模块等设备，节省了设备成本和人力成本；还可以实时获取目标台区电站的估值发电功率曲线，大大提高了采集频度；而且，在训练的功率估算模型时，以目标台区电站的实时发电功率曲线不断地修正估值发电功率曲线，提高了功率估算模型的准确性，使得功率估算模型估算出的估值发电功率曲线全面而准确。
应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种光伏电站发电功率的估算方法，其特征在于，包括：
获取指定区域网格的参考台区电站的发电功率曲线；
根据所述参考台区电站的发电功率曲线以及构建的功率估算模型，确定出所述指定区域网格的目标台区电站的估值发电功率曲线。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取指定区域网格的参考台区电站的发电功率曲线，包括：获取指定区域网格的参考台区电站在预设时段内的时序功率数据，根据所述时序功率数据，拟合出所述参考台区电站的发电功率曲线。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述参考台区电站的发电功率曲线以及构建的功率估算模型，确定出所述指定区域网格的目标台区电站的估值发电功率曲线，包括：
利用所述功率估算模型将所述参考台区电站的发电功率曲线，转换为所述目标台区电站的单位装机容量的发电功率曲线；
利用所述功率估算模型根据所述目标台区电站的单位装机容量的发电功率曲线，以及所述目标台区电站的装机容量，确定出所述目标台区电站的估值发电功率曲线。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考台区电站包括额定电压为10千伏及以上的分布式光伏电站；
以及，所述目标台区电站包括额定电压为220伏或380伏的分布式光伏电站。
5.根据权利要求1-4任一项所述的方法，其特征在于，所述功率估算模型是通过下述方法预先构建得到：
获取多个区域网格的参考台区电站的发电功率曲线；以及，采集多个区域网格的目标台区电站的实时发电功率曲线；
将获取到的每个所述参考台区电站的发电功率曲线，转换为所述参考台区电站的单位装机容量的发电功率曲线；
根据所述参考台区电站的单位装机容量的发电功率曲线，以及与所述参考台区电站属于同一区域网格的所述目标台区电站的装机容量，估算出所述目标台区电站的估值发电功率曲线；
根据每个所述目标台区电站的所述实时发电功率曲线和所述估值发电功率曲线，基于神经网络算法训练得到所述功率估算模型。
6.一种光伏电站发电功率的估算装置，其特征在于，包括：
获取模块，用于获取指定区域网格的参考台区电站的发电功率曲线；
计算模块，用于根据所述参考台区电站的发电功率曲线以及构建的功率估算模型，确定出指定区域网格的目标台区电站的估值发电功率曲线。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述获取模块包括获取单元和曲线拟合单元；
所述获取单元用于获取指定区域网格的参考台区电站在预设时段内的时序功率数据；
所述曲线拟合单元用于根据所述时序功率数据，拟合出所述参考台区电站的发电功率曲线。
8.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述计算模块包括第一计算单元和第二计算单元；
所述第一计算单元用于利用所述功率估算模型将所述参考台区电站的发电功率曲线，转换为所述目标台区电站的单位装机容量的发电功率曲线；
所述第二计算单元用于利用所述功率估算模型根据所述目标台区电站的单位装机容量的发电功率曲线，以及所述目标台区电站的装机容量，确定出所述目标台区电站的估值发电功率曲线。
9.一种电子设备，其特征在于，包括：
处理器；以及
存储器，配置用于存储机器可读指令，所述指令在由所述处理器执行时，使得所述处理器执行权利要求1-5任一项所述的光伏电站发电功率的估算方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-5任一项所述的光伏电站发电功率的估算方法。
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