摘要：太阳能的光伏发电并网运行能够有效的省去独立光伏体系储能的环节，以减少电站维护，对不同电路拓补结应该采取不同控制方法，实现光伏发电的顺利并网。然而，在光伏发电系统并网中，怎样提升其功率的预测水平是关键技术，对提升光伏发电的开发利用，保证其电网安全稳定的运行有着积极的作用。本文主要基于作者实际工作经验，简要的分析光伏发电功率的预测方法，以供借鉴。
关键词：光伏发电；并网系统；功率预测
Abstract: solar photovoltaic grid-connected operation can effectively eliminate the independent photovoltaic system energy storage link, in order to reduce power plant maintenance, for different should adopt different control method of circuit topologies, the smooth realization of photovoltaic grid. In interconnection of photovoltaic power generation system, however, how to enhance the level of its power prediction is the key technology, to promote the development and utilization of photovoltaic power generation, ensure the power grid safe and stable operation has a positive effect. In this paper, based on actual work experience, the author briefly analysis the prediction method of photovoltaic power, for your reference.
Keywords: photovoltaic (pv) power generation; Grid system; Power prediction
前言：光伏产业的发展十分迅速，现已成为世界关注的焦点，和其他新能源相比，太阳是一种新型绿色可再生的能源，主要有着经济性、清洁性、储量丰富、分布范围光伏的特点。太阳能技术主要是采用了光热、光伏、光化学利用的方式，以光伏电池技术作为核心光伏利用是当前的应用焦点，是太阳能开发利用地关键。下面就对其进行简要的阐述。
1 光伏发电的优点分析
第一，结构的简单，体积较小和轻便型。第二，安装运输比较容易，并且维护工作的开展也比较方便。第三，使用过程较为方便，有着清洁、无噪声和安全的特点。第四，可靠性相对较高，使用寿命长，应用范围十分广泛。在现阶段，太阳能光伏发电的系统主要是应用在无电、缺电的边远地区，作为独立电源供给家用电器和设备。对于家庭住宅来讲，配备光伏发电系统能够有效的缓解白天电力供应紧张的问题，在未来的并网运行中，太阳能光伏发电将会成为主要的发电方式。
2光伏发电预测的意义分析
2.1提高电网的稳定性，增加电网吸收光的能力
光伏发电具有随机性，间歇性和波动性的特点，给电网安全稳定运行带来诸多问题。电网调度部门的传统方法只能采用断电方式，光伏电站的电网结构比例增加。光伏发电预测系统更为重要。但是，它可以帮助电网调度部门制定各种电力调度计划。
2.2帮助光伏电站减少停电造成的经济损失，提高光伏电站运行管理的效率
光伏发电的预测越准确，电网的功率限制越低，从而提高了电网吸收太阳光的能力。减少对光伏所有者的限电造成的经济损失，并提高光伏电站的投资回报。国能日新的新型高精度光伏发电预测可为业主提供长达7天的短期功率预测。它可以帮助光伏电站生产规划者合理安排光伏电站的运行。例如，在没有光照期，太阳能设备测试和维护的情况下，尽可能的减少光照，提高光伏电站的经济效益。
3 光伏并网系统拓扑的结构
3.1 单级式并网逆变器拓扑
考虑光伏阵列的低输出电压，单级的并网逆变器可以在一个功率转换链路上，实现诸多的功能，比如说：直流增压，跟踪最大功率点，隔离DC / AC逆变器，光伏阵列和电网。这种拓扑结构的特点是成本低，体积小，效率高，包括变压器。但是要求在同一级别实现诸多功能，所以存在着设计相对复杂的特点。
3.2 两级式的并网逆变器的拓扑
在这个过程中，光伏并网发电系统通常是采用了两级并网逆变器拓扑的结构，主要包含了DC-DC级、DC-AC级。前边级主要是实现了升压、最大功率跟踪的功能，而后面级则是把直流电转换成交流电、电网功能。
3.3 多及式的并网逆变器拓扑
多级拓扑设计将在一定程度上增加了并网逆变器的成本和复杂性，并且还需支持多种的功能。所以，多级的拓扑设计可以对损耗进行减少，实现最大功率跟踪的特点，而系统多级拓扑的结构有着过多功率损耗的特点。
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4 光伏并网发电功率的预测问题分析
4.1 数据基础
传统物理预测的方法是按照太阳辐射的模型、电站模型，光伏转换模型，电路模型和逆变器模型预测功率输出。然而，由于辐射不确定性，云变化，降雨，环境和电池温度，它将导致短期预测在某种程度上不准确。在这样的情况下，我们必须综合考虑到统计、人工智能技术的输出功率，补偿上述的因素所产生的影响。这个方法应该有足够的历史数据作为支撑，提供统计处理、人工神经网络训练。除去历史数据的完整性以外，数据自身问题也对其数据特点有着影响，直接决定着预测结果的准确性与否，更准确地天气预报可以把光伏发电功率预测的精度提升百分之十。
4.2 影响因素分析
对于影响光伏发电预测性能的所有可能因素分析，发现主要因素还是环境温度、太阳辐射、电池温度；在实际的过程中，清洁度指数、照射时间通常是经过对光伏板的太阳辐射量进行改变，实现影响光伏系统输出的功率。虽然说，在一些文献资料中并未明确的说明，但是光伏发电预测的过程中，日照时间、太阳能指数是主要影响因素。灰尘覆盖的光伏板可以有效的减少吸收太阳辐射，降低光伏板的功率输出的太阳能电池板比例，云的变化主要是立即改变了光伏板接收的太阳能辐射量，迅速的引起光伏系统输出功率的变化。一些研究人员经过使用天空成像仪，太阳跟踪摄像机进行检测、跟踪影响光伏发电输出云变化，但是算法的时间分辨率不能有效的满足预期精度的要求。
4.3 精度指标的要求
在管理层中就明显的表示出，光伏电站现已在全球推广应用，作为最大的风电部署国，西班牙有着严格的风电并网的标准，48小时事件规模的风电场输出功率预测的指标，而平均的误差在20，最大的误差是风电输出功率平均误差的30，标准误差则是24小时的10%，最大误差是15%，但是光伏系统并没有一个类似地标准、要求。
4.4 时间响应
时间精度的响应主要是控制系统中的专业技术术语，但是毫无疑问的是，它在逆变器控制、电网控制和电力监控方面有着重要作用，在短期和超短期的预测中，响应时间能够在短时间里为控制系统提供一个准确地决策数据支持，以有效的保障系统整体的性能。
4.5 评价标准分析
关于光伏发电预测的研究工作很多，但对该领域的预测方法没有统一的评价方法。在光伏系统的大规模推广中，光伏发电系统的部署，设计和应用需要光伏发电的预测标准。此外，功率预测标准是电网决定接受光伏系统的基础。为读者提供全面可靠的数据和研究结果。
综合考虑到各方面的因素，我们需要在光伏发电功率预测评价标准中，对下面信息进行明确。
第一，光伏发电站的有关数据；第二，历史性的数据；第三，误差指标；第四，时间。
结束语：
总而言之，全球性能源形式比较严峻，太阳能光伏发电逐渐称为最为前景的可再生能源之一，在过去光伏发电系统已在各地得到广泛推广，在光伏发电系统的应用过程中，输出功率预测是十分关键的基础。在日后的预测过程中，我们必须加强数据完整性、有效性的设计，注重数据采集、处理、储存累积各环节的设计，就数据来源、类型、精度、密度和时间分布方面，确保数据有效性和完整性，以确保其预测可重复性和准确性。
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论文作者:陆超
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：光伏论文; 功率论文; 电网论文; 电站论文; 拓扑论文; 系统论文; 逆变器论文; 《电力设备》2019年第6期论文;