新能源太阳能光伏发电预测统计的分析

新能源太阳能光伏发电预测统计的分析

陈立军

浙江大学能源工程设计研究院有限公司 浙江 杭州 310007

摘要：世界的能源发展史上，通过人类不断从自然界的索取和探求，能够体现出可持续发展能源的代表性产物既是太阳能发现系统，新能源太阳能光伏发电在现阶段的电网发展模式中已经成为未来能源的发展趋势，在光伏电网中，光伏发电分为离网和并网两种发电方式，在现今的光伏并网技术的成熟发展驱动下，并网光伏发电系统已经成为新能源电网的主流趋势。新能源的发电建设中，大规模几种并网光伏发电系统的容量正在快速建设中，同时根据光伏发电系统输出的不稳定输出，光伏电网仍然受到许多不确定因素的制约性，这也是光伏电网至今不能成为主力发电系统的重要原因。本文在以上基础上，围绕新能源太阳能光伏发电的特点和其发电体系优点对光伏发电的预测统计做出了一定的探究，希望可以为我国新能源电力系统的发展做出一定贡献。

关键词：新能源太阳能；光伏发电；优势；预测统计；原理；必要性；方法

1.引言

光伏发电系统顾名思义就是利用太阳能源进行电力转换的一种方式，利用太阳光照射在光伏发电系统的光伏电池上，使太阳光照射产生光生伏特效应的发电体系，使光能直接转换为太阳能进而转换成电能作为电力资源使用，光伏发电对新能源的发展起了重大的推动作用。光伏系统与核电、水电、风电等生物能源发电体系相比，太阳能的利用具有更强大的优势，太阳能具有无噪音和限制小等特点，其使用特点是方便灵活。随着我国新能源建设的不断发展，近年来光伏发电系统在人们的日常生活中越来越多的得到了应用，与其他可再生能源相比，太阳能是唯一可以不依托发电站进行电能使用的，其他生物能源都需要依托大型发电站进行电力中转才能为人们生活使用，这就体现了太阳能发电的便捷优势，而且光伏发电系统可以直接与建筑物相结合使用，能够在人们生活中体现新能源发电的优势。

2.新能源太阳能光伏发电预测统计原理及其必要性的分析

2.1新能源太阳能光伏发电预测统计原理分析

光伏发电的过程主要依托太阳辐射进行电力转换的，太阳辐射可以分为直接接收太阳辐射和分散式接受太阳辐射两种。直接接收太阳辐射是指太阳光通过大气层到达地表的辐射，分散式接收是指太阳辐射在到达地面之前，被大气层中的分子、水汽和微尘反射的辐射到达地面的接收。通过研究发现，太阳的总辐射强度会受到很多因素的影响，比如说太阳高度角、大气透明度、大气质量、海拔、坡度坡向以及云层情况等，光伏发电系统的正常使用要通过对过往气象资料和卫星云图进行一定分析，预算分析后，建立太阳辐射预报模型，才足以正确的开展光伏发电功能。

2.2新能源太阳能光伏发电预测统计的必要性

太阳能的发电优势主要在于其限制小的便捷性，但是太阳能的变化受到了多种外界因素的影响，其中地理条件和气象条件的影响尤为重要。地理条件的影响是具有一定规律的，我们可以根据光伏发电基地的经纬度计算出太阳的全年运行轨迹，能够根据光伏电池阵自行排列太阳光的轨迹参数，自动调整其太阳能收集角度。但是在此过程中不能反映出短时间内的变化，例如几个小时内太阳角度的变化甚至几天内的情况，所以在光伏发电系统中有必要对太阳的行动轨迹进行充分的预测统计，以便开展电池阵的自动转换功能。其次就是气象条件的影响，气象条件在光伏发电过程中的影响可以根据气象预报进行调整，恶劣的气象条件直接取决于太阳能电池阵的工作效率，对太阳辐射程度的影响也是最为直接的，通常在工作中要实现几个小时内的气象预报来推算太阳能的计算方法，近年来，我国的光伏科研工作也对光伏发电过程中产生的不确定因素进行了实验分析，现阶段已经能够为其存在的不确定因素提供应对办法。

3.新能源太阳能光伏发电预测统计方法的分析

3.1卫星云图分析方法

光伏发电的预测统计方法可以通过卫星云图资料数据和地面监测数据进行综合统计，以卫星云图和雷达图像处理结果计算出实时太阳能辐射的情况。这种方法主要是利用卫星遥感技术来实现太阳辐射的预测统计，卫星遥感是指通过航天人造卫星对大气层的监测计算出太阳辐射到达地面的时间而实现的，它的计算过程包括对太阳辐射在大气中的损耗和到地面的时间，能够精准的计算出太阳辐射的功率，而且这种监测技术和地面的控制体系是密切结合的，实时对监测结果做出数据反馈。经过我国航天部门的研究，卫星遥感技术在对太阳辐射的监测中还存在着一定的误差，所以在未来的发展方向上，我们可以通过预测统计方法为遥感技术提供数据支持。

3.2气象数据分析方法

光伏发电系统运行中对太阳辐射的预测分析还可以通过对历史气象资料的分析进行数据统计，在统计过程中可以采用统计建模方式对太阳辐射的过往情况和未来的太阳辐射当量进行综合判断。此种方法一般是采用模型预测统计和神经网络数学统计方法开展的，要通过对光伏发电建立统计模型，找出近期或预测未来一段时间的天气变化和太阳辐射的关系。其方法具有多变的统计方式，能够在实验和实践中取得明显的模型统计数据。此种方法对突发随机的天气变化预测还存在着一定的不足。

3.3数值预算分析方法

此种方法主要是运用物理模式对大气情况进行有效分析，通过高速计算机求解的模式对太阳辐射进行预报，而且能够通过描述大气运动规律和空气动力学组成立体方程组，用以确定某个时刻大气的初始状态和改变状态，在确定前后状态后就可以通过数学计算的方法得知中间时间段的太阳辐射当量。目前此种方法可以预测统计四十个小时甚至更长时间的数据，在模拟使用中可以对复杂的大气环境和不确定精度进行预报，其准确性也相对较高，能够为光伏发电系统带来稳定的预算分析性能。

4.结语

综上所述，新能源太阳能光伏发电系统的运行过程中，预测统计分析工作是有非常重要的意义的，不仅可以通过预测统计分析获得近期太阳辐射功率，还可以根据预测计算出近期的太阳光活动轨迹，能够有效的对太阳能光伏发电进行提前预测，从而实现其便捷的调整，是促进我国新能源发展的一项重要测算工作。

参考文献

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2. 邓伟松.分布式风光一体化发电功率预测系统的研究[J].科学与技术,2019.

3. 李光明.并网光伏发电系统发电量预测方法的探讨[J].云南师范大学学报,2011.

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