久久88香港三级台湾三级中文-久久91-久久91精品国产91久-久久91精品国产91久久-久久91精品国产91久久户

《電工技術(shù)學(xué)報》2019年度優(yōu)秀論文論文簡報

《光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)研究綜述》等15篇優(yōu)秀論文入選《電工技術(shù)學(xué)報》2019年度優(yōu)秀論文，榮獲中國電工技術(shù)學(xué)會表彰。現(xiàn)將部分獲獎?wù)撐牡奈恼潞唸蠓窒斫o各位讀者，以期促進(jìn)本領(lǐng)域的技術(shù)交流。

準(zhǔn)確的光伏發(fā)電出力預(yù)測對于保障高比例光伏接入后系統(tǒng)的安全穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行具有重要意義。目前我國對于光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)的研究尚處于廣泛研究階段，本文對光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)的研究成果進(jìn)行了歸納總結(jié)。首先，分析了光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展及預(yù)測現(xiàn)狀；然后，從點(diǎn)預(yù)測、區(qū)間預(yù)測和概率預(yù)測三個方面，分別對當(dāng)前的預(yù)測方法及技術(shù)、預(yù)測效果的衡量指標(biāo)等進(jìn)行了梳理、歸類、總結(jié)和評述；最后，根據(jù)目前我國光伏產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，探討了未來光伏發(fā)展及出力預(yù)測的研究方向。

團(tuán)隊(duì)介紹

智能調(diào)度與控制課題組由廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院黎靜華教授領(lǐng)頭，由教授、副教授、高級工程師、助理教授、博士研究生、碩士研究生組成的一支集“產(chǎn)、學(xué)、研、用”于一體的專業(yè)科研團(tuán)隊(duì)，團(tuán)隊(duì)現(xiàn)有40余人。目前已經(jīng)形成電力系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行與控制、廣義負(fù)荷建模與預(yù)測技術(shù)、可再生能源并網(wǎng)運(yùn)行與控制技術(shù)以及電力裝備研究及其控制技術(shù)等多個特色鮮明的研究方向。

黎靜華

1982出生，教授，博士生導(dǎo)師，IET Fellow，IEEE Senior Member。全國寶鋼優(yōu)秀教師、廣西青年科技獎獲得者、廣西勤廉榜樣先進(jìn)個人。主要從事電力系統(tǒng)規(guī)劃、運(yùn)行和控制相關(guān)的研究。擔(dān)任廣西大學(xué)電氣工程學(xué)院副院長，中國電工技術(shù)學(xué)會人工智能與電氣應(yīng)用專業(yè)委員會副秘書長，IEEE PES中國區(qū)可再生能源電力系統(tǒng)調(diào)度運(yùn)行分技術(shù)委員會副秘書長等。主持國家自然科學(xué)基金3項(xiàng)（面上2，青年1），主持完成國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項(xiàng)目子課題1項(xiàng)。以第一完成人獲2020年廣西科學(xué)技術(shù)發(fā)明二等獎和中國電力創(chuàng)新二等獎各1項(xiàng)，以主要完成人獲湖北省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎和中國電力科學(xué)技術(shù)進(jìn)步一等獎各1項(xiàng)，以主要完成人獲廣西高等教育自治區(qū)教學(xué)成果一等獎和二等獎各1項(xiàng)。獨(dú)著專著2部，合作專著3部。以第一作者發(fā)表SCI、EI期刊論文42篇，第一發(fā)明人授權(quán)發(fā)明專利21項(xiàng)，入選ESI高被引論文、F5000論文各1篇。

研究背景

近年來，太陽能開發(fā)利用已成為全球能源轉(zhuǎn)型的重要領(lǐng)域，光伏發(fā)電全面進(jìn)入規(guī)模化發(fā)展階段，呈現(xiàn)出良好的發(fā)展前景。截止2020年，全球光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到760GW，較2019年增長21.3%，我國光伏發(fā)電裝機(jī)容量達(dá)到253GW，較2019年增長23.5%。

由于光伏發(fā)電出力受氣象等因素影響較大，具有較強(qiáng)的間歇性和波動性，這些特性使得高比例光伏接入后給電力系統(tǒng)運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。若能準(zhǔn)確進(jìn)行光伏發(fā)電出力預(yù)測，不僅可以提高光伏電站運(yùn)營效率，而且可以幫助調(diào)度部門調(diào)整運(yùn)行方式，確保高比例光伏接入后電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。

論文方法及創(chuàng)新點(diǎn)

光伏發(fā)電出力預(yù)測的方法多種多樣，根據(jù)不同的標(biāo)準(zhǔn)有不同的類別。如圖1所示，根據(jù)預(yù)測過程的不同，可分為直接預(yù)測和間接預(yù)測；按照預(yù)測空間尺度的不同，可分為單場站預(yù)測和區(qū)域預(yù)測；按照預(yù)測時間尺度的不同，可分為超短期預(yù)測（0～4h）、短期預(yù)測（0～72h）以及中長期預(yù)測（1月～1年）；按照不同預(yù)測形式，光伏發(fā)電出力的預(yù)測主要分為點(diǎn)預(yù)測、區(qū)間預(yù)測、概率預(yù)測和場景預(yù)測。

對于不同預(yù)測過程、不同時間尺度和不同空間尺度下的光伏發(fā)電出力預(yù)測，均可以從點(diǎn)預(yù)測、區(qū)間預(yù)測、概率預(yù)測和場景預(yù)測等不同的形式進(jìn)行預(yù)測研究。

點(diǎn)預(yù)測、區(qū)間預(yù)測、概率預(yù)測和場景預(yù)測分別從點(diǎn)、區(qū)間、概率分布函數(shù)、場景等方面，提供可再生能源電力的預(yù)測信息，如圖2所示。

點(diǎn)預(yù)測可為可再生能源電力系統(tǒng)制定調(diào)度計劃提供預(yù)測的點(diǎn)功率。區(qū)間預(yù)測可為可再生能源電力系統(tǒng)制定調(diào)度計劃提供預(yù)測的功率變化區(qū)間，如圖2中的出力上限曲線與出力下限曲線。概率預(yù)測基于概率預(yù)測結(jié)果，可以得到不同置信度水平下的概率區(qū)間，如圖2中10%~90%置信水平下的預(yù)測區(qū)間。場景預(yù)測可得到多個可再生能源電力可能發(fā)生的場景，如圖2中的多場景預(yù)測曲線。

區(qū)間預(yù)測、概率預(yù)測及場景預(yù)測技術(shù)突破了單一點(diǎn)功率預(yù)測的局限，可以獲得更加全面準(zhǔn)確的可再生能源電力預(yù)測信息。區(qū)間預(yù)測、概率預(yù)測以及場景預(yù)測方法的對比分析如表1所示。

圖1 光伏發(fā)電出力預(yù)測方法分類

圖2 光伏發(fā)電出力點(diǎn)-區(qū)間-概率-場景預(yù)測示意圖

表1 區(qū)間預(yù)測、概率預(yù)測以及場景預(yù)測方法對比

常用區(qū)間預(yù)測、概率預(yù)測以及場景預(yù)測評價指標(biāo)的應(yīng)用特點(diǎn)以及適用范圍歸納總結(jié)如表2所示。

表2 區(qū)間預(yù)測、概率預(yù)測以及場景預(yù)測指標(biāo)

結(jié)論

本文簡要介紹了目前我國光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展現(xiàn)狀、光伏發(fā)電出力的預(yù)測水平及國內(nèi)外預(yù)測系統(tǒng)，從點(diǎn)預(yù)測、區(qū)間預(yù)測和概率預(yù)測對光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)進(jìn)行了較為全面的梳理、歸納和評述，并對未來光伏發(fā)展及出力預(yù)測等方面進(jìn)行展望，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

1）隨著大數(shù)據(jù)和人工智能技術(shù)的發(fā)展，點(diǎn)預(yù)測中元啟發(fā)式學(xué)習(xí)方法和組合方法將會受到更多學(xué)者的關(guān)注。

2）當(dāng)前的研究主要集中在點(diǎn)預(yù)測，區(qū)間預(yù)測和概率預(yù)測將是未來光伏發(fā)電出力預(yù)測的重要研究方向之一。區(qū)間預(yù)測的關(guān)鍵是盡可能縮小光伏發(fā)電出力落入?yún)^(qū)間的范圍，概率預(yù)測的關(guān)鍵是準(zhǔn)確預(yù)測光伏發(fā)電出力的概率分布和提高算法的適用性。

3）對于預(yù)測精度評價方面，采用多種指標(biāo)進(jìn)行評價是較為科學(xué)的。MAE、MAPE、RMS和RMSE是點(diǎn)預(yù)測常用的指標(biāo)，PICP、PINAW和IS是區(qū)間預(yù)測常用的指標(biāo)，RSS、Theil系數(shù)、RPS和CPI是概率預(yù)測常用的指標(biāo)。

4）掌握光伏發(fā)電電力固有的間歇性、波動性等特征是提高預(yù)測水平的難點(diǎn)之一，深度挖掘光伏發(fā)電出力的特性和研究精細(xì)化、有針對性的預(yù)測軟件是未來研究的重要內(nèi)容。

引用本文

賴昌偉, 黎靜華, 陳博, 黃玉金, 韋善陽. 光伏發(fā)電出力預(yù)測技術(shù)研究綜述[J]. 電工技術(shù)學(xué)報, 2019, 34(6): 1201-1217. Lai Changwei, Li Jinghua, Chen Bo, Huang Yujin, Wei Shanyang. Review of Photovoltaic Power Output Prediction Technology. Transactions of China Electrotechnical Society, 2019, 34(6): 1201-1217.