一種對光伏電站接收輻射進行預測的方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及光伏功率預測技術領域，特別是涉及一種對光伏電站接收輻射進行預 測的方法及裝置。
【背景技術】
[0002] 由于光伏發電輸出功率具有隨機性和波動性，近些年大規模光伏電站的接入電網 已經對電網安全穩定和經濟運行造成了影響。對光伏電站的輸出功率進行準確預測，能為 電力調度提供重要的決策支持，有助于電力調度部門提前根據光伏發電功率變化及時調整 調度計劃，保證電能質量，減少系統的備用容量，降低電力系統運行成本，使得光伏資源得 到充分的利用，從而獲得更大的經濟效益和社會效益。
[0003] 但是，光伏發電系統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定且難以預測。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測精度提高，將會有很大的幫助。而云團主要是由水汽構成， 經過研究人員長期氣象觀測和輻射監測對比計算，發現在所有云類中，積云由于其水汽濃 度、粒子大等因素，導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， 發現該波段雷達主要用于降水方面的研究，而降雨主要發生在積云天氣，從而利用該波段 雷達數據可以實現對積云的有效監測。
[0004] 雖然目前國內外的一些光伏功率預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系進行粗略分類，沒有對云高和云厚等數據進行詳細計算和 處理，而且算法的實際應用效果也不是很好，不具有普適性。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的是提供一種對光伏電站接收輻射進行預測的方法及裝置，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系，提高光伏功率的預測精確度。
[0006] 為解決上述技術問題，本發明提供一種對光伏電站接收輻射進行預測的方法，包 括：
[0007] 獲取雷達掃描區域內的回波單體含水量；
[0008] 根據所述回波單體含水量的空間分布，計算所述掃描區域內對應云團單體的云高 和云厚數據；
[0009] 通過雷達掃描的單體回波強度數據計算所述云團單體的運動向量；
[0010] 根據所述云團單體的運動向量判斷所述云團單體在預設時間內是否會對所述光 伏電站造成遮擋；
[0011] 當判斷所述云團單體會對所述光伏電站造成遮擋時，根據光伏電站的實測監測數 據、天氣型理論輻射數據、所述回波單體含水量以及所述云高和云厚數據，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測。
[0012] 可選地，所述獲取雷達掃描區域內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導出VIL數據，獲取掃描區域內的回 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據計算所述云團單體的運動向量包 括：
[0015] 根據雷達掃描的單體回波強度數據，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為雷達當前設置的體掃時間。
[0017] 可選地，所述根據所述云團單體的運動向量判斷所述云團單體在預設時間內是否 會對所述光伏電站造成遮擋包括：
[0018] 根據不同云類型的dBZ特征，推算出具有云團特征回波單體的中心；
[0019] 根據VIL數據中的垂直液態含水量的變化，計算出所述中心在不同時刻所在的 VIL格點區域；
[0020] 根據格點和經煒度的換算關系，計算出所述中心實際所覆蓋的地理空間區域；
[0021] 判斷所述光伏電站是否位于所述地理空間區域內，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，所述根據光伏電站的實測監測數據、天氣型理論輻射數據、所述回波單體 含水量以及所述云高和云厚數據，對所述云團單體遮擋下所述光伏電站收到的輻射進行預 測包括：
[0023] 根據大氣層理論輻射計算大氣層外切面接收到的太陽輻射；
[0024] 預先根據所述光伏電站的實測監測數據、所述大氣層外切面接收到的太陽輻射、 雷達導出的VIL數據以及通過所述VIL數據計算出的云高和云厚數據，按照不同季節，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為實測監測數據，λ為季節矯正因子，Mm為垂直累積液態含水量，H 為 對應類的云底高度；
[0027] 通過Iiai&、Ikm以及S計算所述光伏電站在預設時間的輻射預測值。
[0028] 可選地，所述根據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] 根據公式
計算大氣層頂的太陽輻射強度；其中，N為積 日，Is。為太陽常數；
[0030] 根據所述大氣層頂的太陽輻射強度以及太陽輻射方向計算大氣層外切平面的太 陽輻射強度。
[0031] 可選地，還包括：
[0032] 通過歷史數據對預測到的輻射數據進行誤差校正。
[0033] 可選地，所述通過歷史數據對預測到的輻射數據進行誤差校正包括：
[0034] 通過公式I預(t) = (t)*S*c〇 (t-Ι)計算所述光伏電站在預設時間的福射預 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] 本發明還提供了一種對光伏電站接收輻射進行預測的裝置，包括：
[0036] 獲取模塊，用于獲取雷達掃描區域內的回波單體含水量；
[0037] 第一計算模塊，用于根據所述回波單體含水量的空間分布，計算所述掃描區域內 對應云團單體的云高和云厚數據；
[0038] 第二計算模塊，用于通過雷達掃描的單體回波強度數據計算所述云團單體的運動 向量；
[0039] 判斷模塊，用于根據所述云團單體的運動向量判斷所述云團單體在預設時間內是 否會對所述光伏電站造成遮擋；
[0040] 預測模塊，用于當判斷所述云團單體會對所述光伏電站造成遮擋時，根據光伏電 站的實測監測數據、天氣型理論輻射數據、所述回波單體含水量以及所述云高和云厚數據， 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測。
[0041] 本發明所提供的對光伏電站接收輻射進行預測的方法及裝置，通過獲取雷達掃描 區域內的回波單體含水量；根據所述回波單體含水量的空間分布，計算所述掃描區域內對 應云團單體的云高和云厚數據；并通過雷達掃描的單體回波強度數據計算所述云團單體的 運動向量，以判斷所述云團單體在預設時間內是否會對所述光伏電站造成遮擋；當判斷所 述云團單體會對所述光伏電站造成遮擋時，根據光伏電站的實測監測數據、天氣型理論輻