光伏发电预测

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1、太阳能发电预测综述在煤矿，石油开采量日益见底和生态环境急速恶化的严峻形势下，太阳能作为一种自然能源，以其储量丰富且清洁无污染性显示了其独特的优势，已被国际公认为未来最具竞争性的能源之一。从太阳能获得电力，需通过太阳电池将光能转化为电能。它同以往其他电源发电原理完全不同。要使太阳能发电真正达到实用水平，一是要提高太阳能光电变换效率并降低其成本，二是要实现太阳能发电同的电网联网。1.太阳能发电的分类目前太阳能发电主要有以下两种形式：1.太阳能光发电太阳能光发电是指无需通过热过程直接将光能转变为电能的发电方式。它包括光伏发电、光化学发电、光感应发电和光生物发电。光伏发电是利用太阳能级半导体

2、电子器件有效地吸收太阳光辐射能，并使之转变成电能的直接发电方式，是当今太阳光发电的主流。在光化学发电中有电化学光伏电池、光电解电池和光催化电池，目前得到实际应用的是光伏电池。[1]2.太阳能热发电通过水或其他工质和装置将太阳辐射能转换为电能的发电方式,称为太阳能热发电。先将太阳能转化为热能，再将热能转化成电能，它有两种转化方式：一种是将太阳热能直接转化成电能，如半导体或金属材料的温差发电，真空器件中的热电子和热电离子发电，碱金属热电转换，以及磁流体发电等；另一种方式是将太阳热能通过热机（如汽轮机）带动发电机发电，与常规热力发电类似，只不过是其热能不是来自燃料，而是来自太阳能。太阳能热

3、发电有多种类型，主要有以下五种：塔式系统、槽式系统、盘式系统、太阳池和太阳能塔热气流发电。前三种是聚光型太阳能热发电系统，后两种是非聚光型。一些发达国家将太阳能热发电技术作为国家研发重点，制造了数十台各种类型的太阳能热发电示范电站，已达到并网发电的实际应用水平。[2]2.太阳能光伏发电影响因素太阳能光伏发电成为目前太阳能利用的主要方式之一。光伏发电分为离网和并网两种形式，随着光伏并网技术的成熟与发展，并网光伏发电已成为主流趋势。由于大规模集中并网光伏发电系统容量的急速增加，并网光伏发电系统输出功率固有的间歇性和不可控等缺点对电网的冲击成为制约并网光伏发电的重要元素。太阳能光伏发电系统

4、发电量受当地太阳辐射量、温度、太阳能电池板性能等方面因素的影响。（1）光照强度对光伏发电量的影响：光照强度是指在单位时间和单位面积内，在地球表面上接收到的垂直投射的太阳辐射能量。光伏发电系统产生电能所需的能量完全来自、于太阳的辐照，因此光照强度对光伏发电系统的发电量具有决定性的作用，二者之间呈正相关性，即光照强度越强，光伏发电量越多。（2）季节类型对光伏发电量的影响：由于在不同的季节，太阳入射角的大小以及方向、日照时间的长短、光照强度的强弱存在明显的差异，到达地表的太阳辐照度经过吸收、散射，辐射等各种减弱作用后也会不同，光伏发电系统的发电量的多少也在变化。这种差异性即为不同的季节类型

5、对光伏发电量的影响。（3）天气类型对光伏发电量的影响：将天气类型的时间范围确定在24小时之内。由于晴天、阴云和雨天3种天气类型在全年中出现的天数最多，因此最具有代表性。在晴天时，由于天空中遮挡太阳辐射物较少，辐照度的几乎不会有衰减，光伏发电系统发电量较高；在阴天时，由于天空中云层的遮挡，会造成辐照度的衰减，加之其他衰减因素的共同作用，光伏发电量值大幅度减小；在雨天时，由于云层、湿度、风况以及其他衰减因素的共同作用，此时光伏发电量曲线无规律性，发电量值最低。（4）温度对光伏发电量的影响：光伏发电量的多少与温度有很大的相关性。这种影响来自于以下两个方面：环境温度升高，光伏组件温度随之升高

6、，开路电压减小，在20℃到100℃之间，每升高1℃，电压约减少2mV；与之相反，电流略有增加，约为0.1mA。对于光伏发电量来说，温度每升高1℃，则其近似减少0.35%。（5）相对湿度对光伏发电量的影响：在季节类型、天气类型相同，环境温度与太阳能电池组件的温度相近时，相对湿度增加，光伏发电系统发电量将会减少。其一，是因为相对湿度增加，大气层将会增大对光照强度的削弱力度；其二，由于相对湿度会影响光伏组件的热传导效应，使其散热能力降低。太阳能具有不稳定、间歇性和不可控性等特点，给微电网的并网运营带来很多挑战。光伏发电受自然环境、地理条件和设备性能的影响，光伏发电量存在着的很强的不确定性。

7、因此光伏发电的有效预测可以为电力部门调度分配电量提供依据，同时也能促进光伏产业的大力发展。3.太阳能光伏发电预测原理当前，对太阳能光伏发电预测的研究主要集中在太阳能辐射强度的预测上。太阳辐射的逐日或逐时观测数据构成了随机性很强的时间序列，但太阳辐射序列的内部仍有某种确定性的规律，只有充分了解掌握太阳能光伏发电的特点、变化规律，才能建立符合实际情况的预测模型及方法。太阳辐射分为直接太阳辐射和散射太阳辐射。直接太阳辐射为太阳光通过大气到达地面的辐射；散射太阳辐