光伏發(fā)電預(yù)測(cè)

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1、太陽(yáng)能發(fā)電預(yù)測(cè)綜述在煤礦，石油開(kāi)采量日益見(jiàn)底和生態(tài)環(huán)境急速惡化的嚴(yán)峻形勢(shì)下，太陽(yáng)能作為一種自然能源，以其儲(chǔ)量豐富且清潔無(wú)污染性顯示了其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，已被國(guó)際公認(rèn)為未來(lái)最具競(jìng)爭(zhēng)性的能源之一。從太陽(yáng)能獲得電力，需通過(guò)太陽(yáng)電池將光能轉(zhuǎn)化為電能。它同以往其他電源發(fā)電原理完全不同。要使太陽(yáng)能發(fā)電真正達(dá)到實(shí)用水平，一是要提高太陽(yáng)能光電變換效率并降低其成本，二是要實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電同的電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)。1.太陽(yáng)能發(fā)電的分類(lèi)目前太陽(yáng)能發(fā)電主要有以下兩種形式：1.太陽(yáng)能光發(fā)電太陽(yáng)能光發(fā)電是指無(wú)需通過(guò)熱過(guò)程直接將光能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿陌l(fā)電方式。它包括光伏發(fā)電、光化學(xué)發(fā)電、光感應(yīng)發(fā)電和光生物發(fā)電。光伏發(fā)電是利用太陽(yáng)能級(jí)半導(dǎo)體

2、電子器件有效地吸收太陽(yáng)光輻射能，并使之轉(zhuǎn)變成電能的直接發(fā)電方式，是當(dāng)今太陽(yáng)光發(fā)電的主流。在光化學(xué)發(fā)電中有電化學(xué)光伏電池、光電解電池和光催化電池，目前得到實(shí)際應(yīng)用的是光伏電池。[1]2.太陽(yáng)能熱發(fā)電通過(guò)水或其他工質(zhì)和裝置將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電方式,稱(chēng)為太陽(yáng)能熱發(fā)電。先將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為熱能，再將熱能轉(zhuǎn)化成電能，它有兩種轉(zhuǎn)化方式：一種是將太陽(yáng)熱能直接轉(zhuǎn)化成電能，如半導(dǎo)體或金屬材料的溫差發(fā)電，真空器件中的熱電子和熱電離子發(fā)電，堿金屬熱電轉(zhuǎn)換，以及磁流體發(fā)電等；另一種方式是將太陽(yáng)熱能通過(guò)熱機(jī)（如汽輪機(jī)）帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，與常規(guī)熱力發(fā)電類(lèi)似，只不過(guò)是其熱能不是來(lái)自燃料，而是來(lái)自太陽(yáng)能。太陽(yáng)能熱

3、發(fā)電有多種類(lèi)型，主要有以下五種：塔式系統(tǒng)、槽式系統(tǒng)、盤(pán)式系統(tǒng)、太陽(yáng)池和太陽(yáng)能塔熱氣流發(fā)電。前三種是聚光型太陽(yáng)能熱發(fā)電系統(tǒng)，后兩種是非聚光型。一些發(fā)達(dá)國(guó)家將太陽(yáng)能熱發(fā)電技術(shù)作為國(guó)家研發(fā)重點(diǎn)，制造了數(shù)十臺(tái)各種類(lèi)型的太陽(yáng)能熱發(fā)電示范電站，已達(dá)到并網(wǎng)發(fā)電的實(shí)際應(yīng)用水平。[2]2.太陽(yáng)能光伏發(fā)電影響因素太陽(yáng)能光伏發(fā)電成為目前太陽(yáng)能利用的主要方式之一。光伏發(fā)電分為離網(wǎng)和并網(wǎng)兩種形式，隨著光伏并網(wǎng)技術(shù)的成熟與發(fā)展，并網(wǎng)光伏發(fā)電已成為主流趨勢(shì)。由于大規(guī)模集中并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)容量的急速增加，并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率固有的間歇性和不可控等缺點(diǎn)對(duì)電網(wǎng)的沖擊成為制約并網(wǎng)光伏發(fā)電的重要元素。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)

4、發(fā)電量受當(dāng)?shù)靥?yáng)輻射量、溫度、太陽(yáng)能電池板性能等方面因素的影響。（1）光照強(qiáng)度對(duì)光伏發(fā)電量的影響：光照強(qiáng)度是指在單位時(shí)間和單位面積內(nèi)，在地球表面上接收到的垂直投射的太陽(yáng)輻射能量。光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生電能所需的能量完全來(lái)自、于太陽(yáng)的輻照，因此光照強(qiáng)度對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量具有決定性的作用，二者之間呈正相關(guān)性，即光照強(qiáng)度越強(qiáng)，光伏發(fā)電量越多。（2）季節(jié)類(lèi)型對(duì)光伏發(fā)電量的影響：由于在不同的季節(jié)，太陽(yáng)入射角的大小以及方向、日照時(shí)間的長(zhǎng)短、光照強(qiáng)度的強(qiáng)弱存在明顯的差異，到達(dá)地表的太陽(yáng)輻照度經(jīng)過(guò)吸收、散射，輻射等各種減弱作用后也會(huì)不同，光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量的多少也在變化。這種差異性即為不同的季節(jié)類(lèi)型

5、對(duì)光伏發(fā)電量的影響。（3）天氣類(lèi)型對(duì)光伏發(fā)電量的影響：將天氣類(lèi)型的時(shí)間范圍確定在24小時(shí)之內(nèi)。由于晴天、陰云和雨天3種天氣類(lèi)型在全年中出現(xiàn)的天數(shù)最多，因此最具有代表性。在晴天時(shí)，由于天空中遮擋太陽(yáng)輻射物較少，輻照度的幾乎不會(huì)有衰減，光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量較高；在陰天時(shí)，由于天空中云層的遮擋，會(huì)造成輻照度的衰減，加之其他衰減因素的共同作用，光伏發(fā)電量值大幅度減??；在雨天時(shí)，由于云層、濕度、風(fēng)況以及其他衰減因素的共同作用，此時(shí)光伏發(fā)電量曲線(xiàn)無(wú)規(guī)律性，發(fā)電量值最低。（4）溫度對(duì)光伏發(fā)電量的影響：光伏發(fā)電量的多少與溫度有很大的相關(guān)性。這種影響來(lái)自于以下兩個(gè)方面：環(huán)境溫度升高，光伏組件溫度隨之升高

6、，開(kāi)路電壓減小，在20℃到100℃之間，每升高1℃，電壓約減少2mV；與之相反，電流略有增加，約為0.1mA。對(duì)于光伏發(fā)電量來(lái)說(shuō)，溫度每升高1℃，則其近似減少0.35%。（5）相對(duì)濕度對(duì)光伏發(fā)電量的影響：在季節(jié)類(lèi)型、天氣類(lèi)型相同，環(huán)境溫度與太陽(yáng)能電池組件的溫度相近時(shí)，相對(duì)濕度增加，光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量將會(huì)減少。其一，是因?yàn)橄鄬?duì)濕度增加，大氣層將會(huì)增大對(duì)光照強(qiáng)度的削弱力度；其二，由于相對(duì)濕度會(huì)影響光伏組件的熱傳導(dǎo)效應(yīng)，使其散熱能力降低。太陽(yáng)能具有不穩(wěn)定、間歇性和不可控性等特點(diǎn)，給微電網(wǎng)的并網(wǎng)運(yùn)營(yíng)帶來(lái)很多挑戰(zhàn)。光伏發(fā)電受自然環(huán)境、地理?xiàng)l件和設(shè)備性能的影響，光伏發(fā)電量存在著的很強(qiáng)的不確定性。

7、因此光伏發(fā)電的有效預(yù)測(cè)可以為電力部門(mén)調(diào)度分配電量提供依據(jù)，同時(shí)也能促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)的大力發(fā)展。3.太陽(yáng)能光伏發(fā)電預(yù)測(cè)原理當(dāng)前，對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電預(yù)測(cè)的研究主要集中在太陽(yáng)能輻射強(qiáng)度的預(yù)測(cè)上。太陽(yáng)輻射的逐日或逐時(shí)觀測(cè)數(shù)據(jù)構(gòu)成了隨機(jī)性很強(qiáng)的時(shí)間序列，但太陽(yáng)輻射序列的內(nèi)部仍有某種確定性的規(guī)律，只有充分了解掌握太陽(yáng)能光伏發(fā)電的特點(diǎn)、變化規(guī)律，才能建立符合實(shí)際情況的預(yù)測(cè)模型及方法。太陽(yáng)輻射分為直接太陽(yáng)輻射和散射太陽(yáng)輻射。直接太陽(yáng)輻射為太陽(yáng)光通過(guò)大氣到達(dá)地面的輻射；散射太陽(yáng)輻