一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量配置方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及的一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量配置方法，包括（1）光伏發(fā)電預(yù)測及預(yù)測誤差計(jì)算；（2）預(yù)測誤差概率分布擬合；（3）預(yù)測誤差概率密度函數(shù)確定；（4）儲能裝置額定功率選?。唬?）儲能裝置荷電狀態(tài)計(jì)算；（6）儲能裝置荷電狀態(tài)累積分布函數(shù)擬合；（7）儲能裝置荷電狀態(tài)累積分布函數(shù)確定；（8）儲能裝置額定容量選取。本發(fā)明能夠減少光儲系統(tǒng)中光伏電源的預(yù)測誤差，增強(qiáng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的可控性和平滑性，解決了光伏系統(tǒng)儲能規(guī)劃中的工程實(shí)際問題。
【專利說明】一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量配置方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于光伏系統(tǒng)儲能規(guī)劃【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量選取方法。
【背景技術(shù)】
[0002]最近I年以來，國內(nèi)支持光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的政策陸續(xù)出臺，并開始逐漸顯示出拉動作用。2012年10月26日，國家電網(wǎng)公司發(fā)布了《做好分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)服務(wù)的工作意見》，出臺了允許分布式光伏發(fā)電分散接入低壓配電網(wǎng)，允許富余電力上網(wǎng)，電網(wǎng)企業(yè)按國家政策全額收購富余電力的政策；此外，根據(jù)該意見，不超過6兆瓦的光伏發(fā)電項(xiàng)目接入電網(wǎng)，電網(wǎng)公司在受理、制訂接入電網(wǎng)方案、并網(wǎng)調(diào)試全過程服務(wù)上完全免費(fèi)。而以光伏發(fā)電為代表的可再生能源的間歇性、隨機(jī)性及不確定性正成為阻礙其深度發(fā)展的重要障礙，隨著可再生能源滲透率不斷增加，它們給電網(wǎng)的安全可靠運(yùn)行帶來了越來越多的挑戰(zhàn)。
[0003]對光伏系統(tǒng)的發(fā)電功率進(jìn)行準(zhǔn)確預(yù)測，以了解光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電運(yùn)行特性以及與電網(wǎng)調(diào)度、電力負(fù)荷等的配合問題，這樣有助于整個電力系統(tǒng)的規(guī)劃和運(yùn)行，從而減少光伏發(fā)電隨機(jī)性對電力系統(tǒng)的影響，提高系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性。常用的光伏發(fā)電功率預(yù)測的方法主要分為兩種:第一種是不預(yù)測周圍的環(huán)境因素而直接進(jìn)行預(yù)測，例如ANN模型、馬爾可夫鏈模型、灰度模型和統(tǒng)計(jì)模型等；另一種是通過相關(guān)因素的情況，間接的預(yù)測輸出功率，相關(guān)因素包括輻照強(qiáng)度、溫度、風(fēng)速等。隨著預(yù)測算法的不斷改進(jìn)，光伏發(fā)電預(yù)測的精度得到了很大改善，但在工程應(yīng)用中仍存在較大誤差。在系統(tǒng)中引入儲能環(huán)節(jié)，當(dāng)光伏出力高于預(yù)測值時(shí)存儲能量，當(dāng)光伏出力低于預(yù)測值時(shí)釋放能量，可以有效減小預(yù)測誤差，提高系統(tǒng)運(yùn)行的可控性和平滑性。因此，光伏系統(tǒng)儲能規(guī)劃的顯得極為重要，該領(lǐng)域迫切需要提出了一種能夠廣泛應(yīng)用的光伏系統(tǒng)儲能容量選取方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明針對國內(nèi)光伏系統(tǒng)儲能規(guī)劃的工程實(shí)際情況，提出了一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量配置方法，用于減少光伏出力預(yù)測誤差較大的問題，使不可控的光伏資源變得可控，從而滿足光伏系統(tǒng)儲能規(guī)劃應(yīng)用的實(shí)際需求，可廣泛應(yīng)用于光伏系統(tǒng)儲能相關(guān)領(lǐng)域的科學(xué)研究和工程應(yīng)用。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量配置方法，具體包括以下步驟:
[0006]I)采用典型預(yù)測方法對光伏出力進(jìn)行預(yù)測，獲得輸出功率時(shí)間序列，結(jié)合光伏實(shí)際輸出功率數(shù)據(jù)，計(jì)算預(yù)測誤差并進(jìn)行標(biāo)么化處理；
[0007]2)對預(yù)測誤差進(jìn)行排序和分組，繪制頻率分布直方圖，采用典型概率分布概率密度函數(shù)曲線對預(yù)測誤差的概率分布進(jìn)行擬合；
[0008]3)采用極大似然估計(jì)的方法計(jì)算擬合的概率密度函數(shù)的參數(shù)，評估擬合的精度，選取最優(yōu)者作為選取儲能裝置額定功率確定的概率密度函數(shù)模型；[0009]4)根據(jù)確定的概率密度函數(shù)模型，設(shè)定置信水平并計(jì)算相應(yīng)的置信區(qū)間，選取置信區(qū)間上下限中絕對值較大者作為儲能裝置的額度功率；
[0010]5)利用儲能裝置補(bǔ)償預(yù)測誤差，計(jì)算儲能裝置荷電狀態(tài)，并進(jìn)行標(biāo)么化處理；
[0011]6)繪制荷電狀態(tài)的累積分布曲線，采用典型分布的累積分布函數(shù)曲線對其進(jìn)行擬合；
[0012]7)采用參數(shù)估計(jì)的方法計(jì)算各擬合累積分布函數(shù)的參數(shù)，評估擬合的精度，選取最優(yōu)者作為儲能裝置額定容量確定的累積分布函數(shù)模型；
[0013]8)根據(jù)確定的概率密度函數(shù)模型，設(shè)定置信水平并計(jì)算該置信水平下的最小置信區(qū)間，選取置信區(qū)間上限與下限的差值較大者作為儲能裝置的額度容量。
[0014]本發(fā)明方法所述的對預(yù)測誤差標(biāo)么化，其計(jì)算公式為:
【權(quán)利要求】
1.一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量配置方法，步驟包括: 1)采用典型預(yù)測方法對光伏出力進(jìn)行預(yù)測，獲得輸出功率時(shí)間序列，結(jié)合光伏實(shí)際輸出功率數(shù)據(jù)，計(jì)算預(yù)測誤差并進(jìn)行標(biāo)么化處理； 2)對預(yù)測誤差進(jìn)行排序和分組，繪制頻率分布直方圖，采用典型概率分布概率密度函數(shù)曲線對預(yù)測誤差的概率分布進(jìn)行擬合； 3)采用極大似然估計(jì)的方法計(jì)算擬合的概率密度函數(shù)的參數(shù)，評估擬合的精度，選取最優(yōu)者作為選取儲能裝置額定功率確定的概率密度函數(shù)模型； 4)根據(jù)確定的概率密度函數(shù)模型，設(shè)定置信水平并計(jì)算相應(yīng)的置信區(qū)間，選取置信區(qū)間上下限中絕對值較大者作為儲能裝置的額度功率； 5)利用儲能裝置補(bǔ)償預(yù)測誤差，計(jì)算儲能裝置荷電狀態(tài)，并進(jìn)行標(biāo)么化處理； 6)繪制荷電狀態(tài)的累積分布曲線，采用典型分布的累積分布函數(shù)曲線對其進(jìn)行擬合； 7)采用參數(shù)估計(jì)的方法計(jì)算各擬合累積分布函數(shù)的參數(shù)，評估擬合的精度，選取最優(yōu)者作為儲能裝置額定容量確定的累積分布函數(shù)模型； 8)根據(jù)確定的概率密度函數(shù)模型，設(shè)定置信水平并計(jì)算該置信水平下的最小置信區(qū)間，選取置信區(qū)間上限與下限的差值較大者作為儲能裝置的額度容量 。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量配置方法，其特征在于，所述步驟I)中對預(yù)測誤差標(biāo)么化，計(jì)算公式為:
e(k) =Pm(k)-Pf(k)
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量配置方法，其特征在于，所述步驟3)中建立指標(biāo)I評估概率分布概率密度函數(shù)曲線對預(yù)測誤差的概率分布直方圖擬合的精度，計(jì)算公式為:
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量配置方法，其特征在于，所述步驟4)中儲能裝置額定功率的選取時(shí)，計(jì)算公式為:


5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量配置方法，其特征在于，所述步驟5)中儲能裝置荷電狀態(tài)進(jìn)行計(jì)算和標(biāo)么化，計(jì)算公式為:
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量配置方法，其特征在于，所述步驟7)中采用擬合優(yōu)度衡量擬合曲線對儲能裝置荷電狀態(tài)累積分布函數(shù)曲線的擬合效果，計(jì)算公式為:
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于發(fā)電預(yù)測誤差的光伏系統(tǒng)儲能容量配置方法，其特征在于，所述步驟8)中儲能裝置額定容量的選取時(shí)，計(jì)算公式為:
【文檔編號】H02J3/28GK103545832SQ201310432253
【公開日】2014年1月29日 申請日期:2013年9月22日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月22日
【發(fā)明者】李強(qiáng), 袁曉冬, 王偉, 徐青山, 辛建波, 徐勇 申請人:國家電網(wǎng)公司, 江蘇省電力公司, 江蘇省電力公司電力科學(xué)研究院, 東南大學(xué), 江西省電力科學(xué)研究院, 江蘇省電力公司宿遷供電公司