光伏发电并网对电力负荷预测的影响研究

龙源期刊网光伏发电并网对电力负荷预测的影响研究作者：刘学敏李强来源：《中国科技博览》2017年第35期[摘要]光伏发电技术发展的越来越快，其并网后对电网也会造成很大的影响，如何评估光伏发电并网的影响，要从负荷预测分析开始，电力负荷预测是电力系统规划的重要组成部分，精确的负荷预测可以为调度员提供必要的基础数据，其对电力系统安全稳定和运行都非常重要。[关键词]光伏发电，光伏并网，负荷预测中图分类号：TM7文献标识码：A文章编号：1009-914X（2017）35-0321-010背景随着光伏电站的发展，目前对光伏发电的技术水平提出了更高的要求，在这些要求中最难点就是光伏发电的负荷预测。光伏发电与风力发电一样，均属于波动性和间歇性电源，同时，各用户或小区使用的光伏电池种类及其安装位置随机性也大。光伏发电系统相对于大电网是一个不可控源，其发电随机性会对大电网造成冲击。学术界目前对于太阳能的随机性以及光伏阵列发电预测技术的研究不多。1.光伏并网发电的背景目前，我国乃至全世界，电能的产生多为火力发电以及水力发电，其中，火电发电所需能源为不可再生能源，而水力发电受季节性气候影响比较大，因此，从目前发展局势来看，世界能源正处于一种逐步枯竭的状态，对于电能这种需要二次转化的能源来说，更是受到能源枯竭的巨大影响。因此，太阳能的利用以及分布式发电是解决未来能源短缺的必经之路。开展太阳能光伏并网发电的开发利用，具有重大的意义。太阳能光伏发电将是未来电能发展的一种必然形式，而且，由于其不受资源分布地域的限制、建设周期短、获取能源花费的时间短等特点，将在城市里面大量发展起来。2.负荷预测的内容（1）负荷预测是电力系统优化调度的基础工具，是电力企业日常经营管理工作的重要组成部分，准确的负荷预测是电网调度机构制定发供电计划和做好电网供需平衡的关键，它有助于系统运行人员高效地预估电能的生产、输送、分配以及消费情况，制定出经济、合理的发电方案。对一个大电网，根据负荷预测提供的信息，即可以实现发电容量的合理调度，对运行中的发电厂的出力要求提出预告，从而可以对发电机组出力变化的情况事先得以估计，又可以经济合理地安排本网内各发电机组的启停机，从而可以使系统在安全范围内，保持必要的旋转储备容量的耗费为最小，使发电成本为最小，确保电网安全、稳定、优质、经济运行。龙源期刊网（2）随着我国电力市场的进一步发展，负荷预测在电力系统的经济运行方面的影响会愈来愈明显，对于发电公司，负荷预测是制定发电计划和报价的依据；对于供电公司，负荷预测为供电方制定购电计划提供依据；对于输电公司，负荷预测也是制定发电计划及安全、可靠、经济运行的基础。（3）电价是电力市场的杠杆和核心内容，体现了电力市场的竞争性和开放性，而电价的制定是在未来给定电价计算期的负荷预测的基础上完成的。因此，发电企业要保证其电价的竞争能力并且盈利，就必须获得精确的负荷预测值，才能制定出既有竞争力又保证盈利的电价。（4）提供运转业务是电力市场中电网的一项基本功能，是电力市场平等竞争的必要条件，可以给电网带来巨大的效益。而电网在执行运转业务时是根据负荷预测的数据及各发电机的运行参数来制定发电计划和调度计划，所以准确的负荷预测才能有效地促进供、运、用电三方的协调。3.负荷预测的研究现状及发展的新方向负荷预测是指日负荷预测和周负荷预测，分别用于安排日调度计划和周调度计划，包括确定机组起停、水火电协调、联络线交换功率、负荷经济分配、水库调度和备检修等，对负荷预测，需充分研究电网负荷变化规律，分析负荷变化相关因子，特别是天气因素、日类型等和短期负荷变化的关系。负荷预测是制定发电计划的基础。提高负荷预测的精度是电力系统规划和运行的必然要求。对负荷预测进行研究，主要出发点大多是以更为先进的理论提高预测的准确性，为电力系统运行的经济性和安全性提供有力的保证。4.负荷预测的主要影响因素目前负荷预测领域的研究主要关注于预测方法上的改进和提高，影响负荷预测的因素主要有以下几点：4.1经济因素通常反映在随着国民经济的发展和人民生活水平的提高而引起的负荷的自然增长，主要影响负荷的增长和下降趋势，其周期一般较长，通常超过半个月。4.2时间因素包括与季节性、工作日、休息日和法定节假日等因素有关的变化。一般来说，负荷是呈周期性变化的，主要表现在每天的负荷曲线大体相同。但是这种周期性变化会受到季节性的影响，会随着季节的改变、日照时间的变化而有所改变；而双休日的负荷水平比工作日的为低，法定节假日则更有明显的幅度下降和曲线形状的变化。4.3气象因素龙源期刊网气象因素对负荷的变化有较大影响，而温度变化则是其中最重要的影响因素。湿度、云度、降水量及舒适度指数也会对负荷的变化产生影响，特别是在夏季表现的尤为明显。4.4偶然因素有些偶然因素也会使负荷产生较大的变化，例如一些负荷用户的用电调整或者重大的政治经济活动等。另外，负荷本身还存在着一定的随机变化。5.负荷预测分析在采集电网负荷原始数据时，可能由历史上的突发事件或某些特殊原因对统计数据带来重大的影响，导致部分历史负荷数据丢失或者畸变，产生异常数据或伪数据。因此必须对异常历史数据或者残缺历史数据运用适当的算法处理，查漏补缺、去伪存真。由于在一段时间内日负荷曲线具有相对近似的特征，我们可以利用这个特性来求得负荷的样本日曲线及相应各点的方差，并且利用实际负荷和样本负荷的差值来判断该点负荷是否为坏数据。以前后两个时刻的负荷数据作为基准，设定数据的最大变化范围。在考虑电网负荷时，电网负荷受多种因素影响，尤其是受气象因素影响较大，为进一步明确电网负荷与气象之间的密切程度，选择相关系数指标定量化计算两变量间的相关程度。合理统计分析电力负荷样本观测到的数据，从而确定模型变量之间的数学关系，最后实现电力负荷预测。回归的思想主要基于大量的观测数据，通过分析它们之间所存在的统计规律，来建立它们变量之间的相关关系模型。在进行负荷预测时，主要考虑以下因素：（1）首先认为各个气象因素独立作用于电力负荷，分析其影响，包括两类单因素分析（即单个气象因素与单个电力指标的关系分析）和多因素分析（即多个气象因素与单个电力指标的关系分析，但是各个气象因素之间不产生耦合结果）。（2）考虑气象因素对负荷影响的多日积累效应。例如，对某日的负荷而言，连续几天高温与当日突然高温这样的两种情况下，当口负荷会有明显差别。同时，以自动辨识的方法识别主要的若干影响因素，称为特征选择。（3）在分析气象因素独立作用于电网负荷的基础上，进一步认为多个气象因素产生某种耦合效果后，才会作用于电网负荷，分析其影响，这种耦合效果可称为综合气象指数。（4）在分析当日综合气象指数对电力负荷影响的基础上，进一步考虑综合气象指数的多日积累效应。6.结论龙源期刊网随着大规模的光伏发电并入电网，在减缓能源危机和降低环境污染的环境下，光伏电站输出功率的预测对于保持电力系统的功率平衡和经济运行有着重要的意义，而预测功率的准确性可以为调度员提供必要的基础数据，其对电力系统规划和运行都极其重要。参考文献[1]宿忠娥.太阳能光伏发电系统设计与研究.电子制作，2012，12.[2]李冬辉，等.光伏并网发电系统几个关键问题的研究.电力系统保护与控制，2010，10.[3]卢静，翟海青，刘纯，王晓蓉.光伏发电功率预测统计方法研究[J].华东电力，2010，4.