一種對光伏電站接收輻射進行預(yù)測的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光伏功率預(yù)測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種對光伏電站接收輻射進行預(yù) 測的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于光伏發(fā)電輸出功率具有隨機性和波動性，近些年大規(guī)模光伏電站的接入電網(wǎng) 已經(jīng)對電網(wǎng)安全穩(wěn)定和經(jīng)濟運行造成了影響。對光伏電站的輸出功率進行準確預(yù)測，能為 電力調(diào)度提供重要的決策支持，有助于電力調(diào)度部門提前根據(jù)光伏發(fā)電功率變化及時調(diào)整 調(diào)度計劃，保證電能質(zhì)量，減少系統(tǒng)的備用容量，降低電力系統(tǒng)運行成本，使得光伏資源得 到充分的利用，從而獲得更大的經(jīng)濟效益和社會效益。
[0003] 但是，光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率很大程度上決定于光伏面板所能接收到的太陽輻 射量，容易受到天氣因素的影響。而云作為影響太陽地面輻照量的主要氣象要素，其生消和 移動變化是地面輻照度變化不確定性的根本原因之一。當(dāng)云遮擋光伏電站時，會對光伏電 站的太陽輻射造成衰減，從而造成其輸出功率不穩(wěn)定且難以預(yù)測。在云遮擋光伏電站造成 輻射衰減時，云高和云厚是影響云輻射衰減的關(guān)鍵因素，較為正確的計算出云的高度和厚 度對于光伏電站輻射衰減的預(yù)測精度提高，將會有很大的幫助。而云團主要是由水汽構(gòu)成， 經(jīng)過研究人員長期氣象觀測和輻射監(jiān)測對比計算，發(fā)現(xiàn)在所有云類中，積云由于其水汽濃 度、粒子大等因素，導(dǎo)致積云對輻射的衰減影響最大，通過長期對C多普勒雷達進行研究， 發(fā)現(xiàn)該波段雷達主要用于降水方面的研究，而降雨主要發(fā)生在積云天氣，從而利用該波段 雷達數(shù)據(jù)可以實現(xiàn)對積云的有效監(jiān)測。
[0004] 雖然目前國內(nèi)外的一些光伏功率預(yù)測方面的文獻提出了一些云遮擋輻射衰減方 法，但是都只是對云和輻射關(guān)系進行粗略分類，沒有對云高和云厚等數(shù)據(jù)進行詳細計算和 處理，而且算法的實際應(yīng)用效果也不是很好，不具有普適性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種對光伏電站接收輻射進行預(yù)測的方法及裝置，以準確計 算光伏電站由于不同云遮擋所造成的輻射衰減關(guān)系，提高光伏功率的預(yù)測精確度。
[0006] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種對光伏電站接收輻射進行預(yù)測的方法，包 括：
[0007] 獲取雷達掃描區(qū)域內(nèi)的回波單體含水量；
[0008] 根據(jù)所述回波單體含水量的空間分布，計算所述掃描區(qū)域內(nèi)對應(yīng)云團單體的云高 和云厚數(shù)據(jù)；
[0009] 通過雷達掃描的單體回波強度數(shù)據(jù)計算所述云團單體的運動向量；
[0010] 根據(jù)所述云團單體的運動向量判斷所述云團單體在預(yù)設(shè)時間內(nèi)是否會對所述光 伏電站造成遮擋；
[0011] 當(dāng)判斷所述云團單體會對所述光伏電站造成遮擋時，根據(jù)光伏電站的實測監(jiān)測數(shù) 據(jù)、天氣型理論輻射數(shù)據(jù)、所述回波單體含水量以及所述云高和云厚數(shù)據(jù)，對所述云團單體 遮擋下所述光伏電站接收到的輻射進行預(yù)測。
[0012] 可選地，所述獲取雷達掃描區(qū)域內(nèi)的回波單體含水量包括：
[0013] 通過C波段多普勒雷達的主用戶終端子系統(tǒng)導(dǎo)出VIL數(shù)據(jù)，獲取掃描區(qū)域內(nèi)的回 波單體含水量。
[0014] 可選地，所述通過雷達掃描的單體回波強度數(shù)據(jù)計算所述云團單體的運動向量包 括：
[0015] 根據(jù)雷達掃描的單體回波強度數(shù)據(jù)，通過公式
計算t時刻云團單體C(x, y, nd, md) 的運動向量；其中，X、y為起始點坐標，tts為雷達當(dāng)前設(shè)置的體掃時間。
[0017] 可選地，所述根據(jù)所述云團單體的運動向量判斷所述云團單體在預(yù)設(shè)時間內(nèi)是否 會對所述光伏電站造成遮擋包括：
[0018] 根據(jù)不同云類型的dBZ特征，推算出具有云團特征回波單體的中心；
[0019] 根據(jù)VIL數(shù)據(jù)中的垂直液態(tài)含水量的變化，計算出所述中心在不同時刻所在的 VIL格點區(qū)域；
[0020] 根據(jù)格點和經(jīng)煒度的換算關(guān)系，計算出所述中心實際所覆蓋的地理空間區(qū)域；
[0021] 判斷所述光伏電站是否位于所述地理空間區(qū)域內(nèi)，以判斷所述云團單體是否會對 所述光伏電站造成遮擋。
[0022] 可選地，所述根據(jù)光伏電站的實測監(jiān)測數(shù)據(jù)、天氣型理論輻射數(shù)據(jù)、所述回波單體 含水量以及所述云高和云厚數(shù)據(jù)，對所述云團單體遮擋下所述光伏電站收到的輻射進行預(yù) 測包括：
[0023] 根據(jù)大氣層理論輻射計算大氣層外切面接收到的太陽輻射；
[0024] 預(yù)先根據(jù)所述光伏電站的實測監(jiān)測數(shù)據(jù)、所述大氣層外切面接收到的太陽輻射、 雷達導(dǎo)出的VIL數(shù)據(jù)以及通過所述VIL數(shù)據(jù)計算出的云高和云厚數(shù)據(jù)，按照不同季節(jié)，建立 VIL云類-輻射衰減等級對照表，所述VIL云類-輻射衰減等級的計算方法為：
[0026] 其中，S為輻射等級衰減因子，dBZ為回波反射強度，Iiaife為大氣層外切面接收到的 太陽輻射，I km為實測監(jiān)測數(shù)據(jù)，λ為季節(jié)矯正因子，Mm為垂直累積液態(tài)含水量，H 為 對應(yīng)類的云底高度；
[0027] 通過Iiai&、Ikm以及S計算所述光伏電站在預(yù)設(shè)時間的輻射預(yù)測值。
[0028] 可選地，所述根據(jù)大氣層理論輻射計算大氣層外切面接收到的太陽輻射包括：
[0029] 根據(jù)公式
計算大氣層頂?shù)奶栞椛鋸姸?；其中，N為積 日，Is。為太陽常數(shù)；
[0030] 根據(jù)所述大氣層頂?shù)奶栞椛鋸姸纫约疤栞椛浞较蛴嬎愦髿鈱油馇衅矫娴奶?陽輻射強度。
[0031] 可選地，還包括：
[0032] 通過歷史數(shù)據(jù)對預(yù)測到的輻射數(shù)據(jù)進行誤差校正。
[0033] 可選地，所述通過歷史數(shù)據(jù)對預(yù)測到的輻射數(shù)據(jù)進行誤差校正包括：
[0034] 通過公式I預(yù)(t) = (t)*S*c〇 (t-Ι)計算所述光伏電站在預(yù)設(shè)時間的福射預(yù) 測值IRiM (t);其中，ω為誤差校正因子，其值為t-Ι的誤差與平均誤差的比值。
[0035] 本發(fā)明還提供了一種對光伏電站接收輻射進行預(yù)測的裝置，包括：
[0036] 獲取模塊，用于獲取雷達掃描區(qū)域內(nèi)的回波單體含水量；
[0037] 第一計算模塊，用于根據(jù)所述回波單體含水量的空間分布，計算所述掃描區(qū)域內(nèi) 對應(yīng)云團單體的云高和云厚數(shù)據(jù)；
[0038] 第二計算模塊，用于通過雷達掃描的單體回波強度數(shù)據(jù)計算所述云團單體的運動 向量；
[0039] 判斷模塊，用于根據(jù)所述云團單體的運動向量判斷所述云團單體在預(yù)設(shè)時間內(nèi)是 否會對所述光伏電站造成遮擋；
[0040] 預(yù)測模塊，用于當(dāng)判斷所述云團單體會對所述光伏電站造成遮擋時，根據(jù)光伏電 站的實測監(jiān)測數(shù)據(jù)、天氣型理論輻射數(shù)據(jù)、所述回波單體含水量以及所述云高和云厚數(shù)據(jù)， 對所述云團單體遮擋下所述光伏電站接收到的輻射進行預(yù)測。
[0041] 本發(fā)明所提供的對光伏電站接收輻射進行預(yù)測的方法及裝置，通過獲取雷達掃描 區(qū)域內(nèi)的回波單體含水量；根據(jù)所述回波單體含水量的空間分布，計算所述掃描區(qū)域內(nèi)對 應(yīng)云團單體的云高和云厚數(shù)據(jù)；并通過雷達掃描的單體回波強度數(shù)據(jù)計算所述云團單體的 運動向量，以判斷所述云團單體在預(yù)設(shè)時間內(nèi)是否會對所述光伏電站造成遮擋；當(dāng)判斷所 述云團單體會對所述光伏電站造成遮擋時，根據(jù)光伏電站的實測監(jiān)測數(shù)據(jù)、天氣型理論輻