2021年太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电的预计方法.docx

太阳能光伏发电系统太阳能光伏发电的预计方法

　　 　　摘 要 太阳能光伏发电作为一个取之不尽，用之不竭的清洁环境保护能源，已成为未来能源发展的关键，本文对太阳能光伏发电的预计方法进行了分析和总结，依据太阳能光伏发电的应用及需求，归纳了各类太阳能光伏发电预计方法的优点及不足，期望对中国太阳能光伏发电预计方法的发展起到一定的促进和推进作用。
　　关键词 光伏发电；预计方法；太阳辐射
　　中图分类号：TM615 文件标识码：A 文章编号：1671-7597202114-0157-02
　　在石油开采量日益见底和生态环境急速恶化的严峻形势下，太阳能作为一个自然能源，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。太阳能光伏发电成为太阳能利用的关键方法之一。
　　光伏发电分为离网和并网两种形式，伴随光伏并网技术的成熟和发展，并网光伏发电已成为主流趋势。因为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主要元素。太阳能光伏发电系统发电量受当地太阳辐射量、温度、太阳能电池板性能等方面原因的影响。其中太阳辐射强度的大小直接影响发电量的多少，辐射强度越大，发电量越大，功率越大。
　　太阳辐射受季节和地理等原因的影响，含有显著的不连续性和不确定性特点，有着显著的年度改变、季节改变和日改变周期，且大气的物理化学情况如云量、湿度、大气透明度、气溶胶浓度也影响着太阳辐射的强弱。
　　美国、欧洲、日本等发达国家对太阳能光伏发电预计方法的较早的进行了研究和试验。中国太阳能光伏发电预计技术起步较晚，少数多个著名大学相继开展了以建模、仿真为主的技术研究。本文对对太阳能光伏发电的预计方法进行了分析和总结，归纳了多种预计方法的优点及不足，为我国太阳能光伏发电行业的发展提供主要依据。
　　1 太阳能光伏发电预计原理
　　目前，对太阳能光伏发电预计的研究关键集中在太阳能辐射强度的预计上。太阳辐射的逐日或逐时观察数据组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，只有充足了解掌握太阳能光伏发电的特点、改变规律，才能建立符合实际情况的预计模型及方法。
　　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经过大气抵达地面的辐射；散射太阳辐射为被大气中的微尘、分子、水汽等吸收、反射和散射后，抵达地面的辐射。散射太阳辐射和直接太阳辐射之和称为总辐射。太阳总辐射强度的影响原因包含：太阳高度角、大气质量、大气透明度、海拔、纬度、坡度坡向、云层。
　　太阳能光伏发电预计是依据太阳辐射原理，经过历史气象资料、光伏发电量资料、卫星云图资料等，利用回归模型、人工神经网络、卫星遥感技术、数值模拟等方法取得预计信息，包含太阳高度角、大气质量、大气透明度、海拔、纬度、坡度坡向、云层等要素，依据这些要素建立太阳辐射预报模型。
　　2 太阳能光伏发电预计方法分析
　　太阳能改变趋势关键受到当地地理条件和气象条件的影响。地理条件的影响有显著规律，能够依据当地经纬度计算出整年太阳的运行轨迹，并结合光伏电池阵列本身的参数计算出太阳能改变的一个总体改变趋势。但该趋势并不能反应出几小时内，甚至不能反应出几天内的太阳能改变的大致情况。