光伏發(fā)電站功率預(yù)測系統(tǒng)技術(shù)要求（NB/T 32011-2013）

　　1范圍

　　本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了光伏發(fā)電站功率預(yù)測系統(tǒng)的預(yù)測數(shù)據(jù)要求、預(yù)測系統(tǒng)軟件要求、硬件要求和性能指標(biāo)等技術(shù)要求。

　　本標(biāo)準(zhǔn)適用于并網(wǎng)運行的光伏發(fā)電站。

　　2規(guī)范性引用文件

　　下列文件對于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅所注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改單）適用于本文件。

　　GB/T 19964光伏發(fā)電站介入電力系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定

　　GB/T 30153光伏發(fā)電站太陽能資源實時監(jiān)測技術(shù)要求

　　3術(shù)語和定義

　　下列術(shù)語和定義適用于本文件。

　　3.1

　　光伏發(fā)電站 photovoltaie(PV)power station

　　利用光伏電池的光生伏特效應(yīng)，將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)，一般包含變壓器、逆變器和光伏方陣，以及相關(guān)輔助設(shè)施等。

　　3.2

　　數(shù)值天氣預(yù)報numerical weather prediction

　　根據(jù)大氣實際情況，在一定的初值和邊值條件下，通過大型計算機做數(shù)值計算，求解描寫天氣演變過程的流體力學(xué)和熱力學(xué)方程組，預(yù)測未來一定時段的大氣運動狀態(tài)和天氣現(xiàn)象的方法。

　　3.3

　　光伏發(fā)電功率預(yù)測photovoltaie power forecasting

　　根據(jù)氣象條件、統(tǒng)計規(guī)律等技術(shù)和手段，對光伏發(fā)電站有功功率進行預(yù)報。

　　3.4

　　輻照度irradiance

　　照射到面元上的輻射通量與該面元面積之比，單位為W/m2。

　　3.5

　　總輻照度global irradiance

　　又稱總輻射度，指入射與水平表面單位面積傻哥的全部的太陽輻射通量，單位為W/m2。

　　3.6

　　直射輻照度direct irradiance

　　照射到單位面積上的、來自天空太陽圓盤及其周邊對照射點所張開的半圓錐角8°的輻射通量，單位為W/m2。

　　3.7

　　散射輻照度diffuse irradiance

　　出去直射輻照度的貢獻(xiàn)外，來自整個天空并照射到單位面積上的輻射通量，單位為W/m2。

　　3.8

　　總輻射輻照量global iadiant exposure

　　在給定時間段內(nèi)總輻射輻照度的積分總量，單位為Jm2。

　　3.9

　　日照時數(shù)sunshine duration

　　太陽直接輻射輻照度大于或等于120W/m2時段的綜合，又稱實照時數(shù)。

　　3.10

　　采集數(shù)據(jù)可用率availability date ratio

　　采集數(shù)據(jù)與真實數(shù)據(jù)偏差小于5％的個數(shù)與所有采集數(shù)據(jù)個數(shù)的比值。

　　3.11

　　預(yù)測系統(tǒng)月可用率monthly availability prediction systerm ratio

　　在每個月中，預(yù)測系統(tǒng)無故障運行時間與總時間的比值。

　　4預(yù)測數(shù)據(jù)要求

　　4.1基本要求

　　光伏發(fā)電站功率所需的數(shù)據(jù)至少應(yīng)包括數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)、實時氣象數(shù)據(jù)、實時功率數(shù)據(jù)、運行狀態(tài)、計劃檢修信息等。

　　4.2數(shù)據(jù)采集

　　4.2.1數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下要求：

　　a)應(yīng)至少包括次日零時起未來3天的數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，時間分辨率為15min；

　　b)數(shù)據(jù)至少應(yīng)包括總輻射輻照度、云量、氣溫、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、氣壓等參數(shù)；

　　c)每日至少提供兩次數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)。

　　4.2.2實時氣象數(shù)據(jù)應(yīng)滿足以下要求：

　　a)實時氣象信息采集設(shè)備的技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足GB/T 30153的要求；

　　b)實時氣象數(shù)據(jù)應(yīng)包括總輻射輻照度（水平和傾斜）、環(huán)境溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向等，宜包括直射輻照度、散射輻照度、氣壓等參數(shù)；

　　c)傳輸時間間隔不應(yīng)大于5min；

　　d)采集數(shù)據(jù)可用率應(yīng)大于95％。

　　4.2.3實時功率數(shù)據(jù)、設(shè)備運行狀態(tài)（含光伏組件溫度）應(yīng)取自光伏發(fā)電站計算機監(jiān)控系統(tǒng)，采集時間間隔不應(yīng)大于5min。

　　4.2.4所有數(shù)據(jù)的采集應(yīng)能自動完成，并能通過手動方式補充錄入。

　　4.2.5所有實時數(shù)據(jù)的時間延遲應(yīng)不大于1min。

　　4.3數(shù)據(jù)處理

　　4.3.1所有數(shù)據(jù)應(yīng)進行完整性及合理性檢驗，并對缺測和異常數(shù)據(jù)進行補充和修正。

　　4.3.2數(shù)據(jù)完整性檢驗應(yīng)滿足：

　　a)數(shù)據(jù)的數(shù)量應(yīng)等于預(yù)期記錄的數(shù)據(jù)數(shù)量；

　　b)數(shù)據(jù)的時間順序應(yīng)符合預(yù)期的開始、結(jié)束時間，中間應(yīng)連續(xù)。

　　4.3.3數(shù)據(jù)合理性檢驗應(yīng)滿足：

　　a)對功率、數(shù)值天氣預(yù)報、實測氣象數(shù)據(jù)進行越限檢驗，可搜東設(shè)置限制范圍；

　　b)根據(jù)實測天氣數(shù)據(jù)與功率數(shù)據(jù)的關(guān)系對數(shù)據(jù)進行相關(guān)性檢驗。

　　4.3.4缺測和異常數(shù)據(jù)宜按下列要求處理：

　　a)以前一時刻的功率數(shù)據(jù)補全缺測或異常的功率數(shù)據(jù)；

　　b)以零替代小于零的功率數(shù)據(jù)；

　　c)缺測或異常的氣象數(shù)據(jù)可根據(jù)相關(guān)性原理由其他氣象要素進行修正；不具備修正條件的以前一時刻數(shù)據(jù)替代；

　　d)所有經(jīng)過修正的數(shù)據(jù)以特殊標(biāo)識記錄并可查詢；

　　e)所有缺測和異常數(shù)據(jù)均可由人工補錄或修正。

　　4.4數(shù)據(jù)存儲

　　數(shù)據(jù)存儲應(yīng)符合下列要求：

　　a)實時采集的數(shù)據(jù)應(yīng)作為原始資料正本表寸并備份，不得對正本數(shù)據(jù)進行任何改動；

　　b)存儲系統(tǒng)運行期間所有時刻的數(shù)值天氣預(yù)報數(shù)據(jù)；

　　c)存儲系統(tǒng)運行期間所有時刻的功率數(shù)據(jù)、實時氣象數(shù)據(jù)；

　　d)存儲每次執(zhí)行的短期功率預(yù)測的所有預(yù)測結(jié)果；

　　e)存儲每15min滾動執(zhí)行的超短期功率預(yù)測的所有預(yù)測結(jié)果；

　　f)預(yù)測曲線經(jīng)過人工修正后存儲修正前后的所有預(yù)測結(jié)果；

　　g)所有數(shù)據(jù)至少保存10年。

　　5預(yù)測系統(tǒng)軟件要求

　　5.1基本要求

　　5.1.1應(yīng)根據(jù)光伏發(fā)電站的具體特點，結(jié)合光伏發(fā)電站的歷史及實測數(shù)據(jù)，采用適當(dāng)?shù)念A(yù)測方法構(gòu)建預(yù)測模型，在此基礎(chǔ)上建立光伏發(fā)電站功率預(yù)測系統(tǒng)。

　　5.1.2光伏發(fā)電站功率預(yù)測系統(tǒng)軟件應(yīng)包括數(shù)值天氣預(yù)報處理模塊、實時氣象信息處理模塊、短期預(yù)測模塊、超短期預(yù)測模塊、系統(tǒng)人機界面、數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)交換接口等。

　　5.2預(yù)測軟件配置要求

　　5.2.1預(yù)測系統(tǒng)應(yīng)配置通用、成熟的商用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，用于數(shù)據(jù)、模型及參數(shù)的存儲。

　　5.2.2預(yù)測系統(tǒng)軟件應(yīng)在統(tǒng)一的支撐平臺上實現(xiàn)，具有統(tǒng)一風(fēng)格的人機界面。

　　5.2.3預(yù)測系統(tǒng)軟件應(yīng)采用模塊劃分，單個功能模塊故障不影響整個預(yù)測系統(tǒng)的運行。

　　5.2.4預(yù)測系統(tǒng)應(yīng)具有可擴展性，支持用戶和第三方應(yīng)用程序的開發(fā)。

　　5.2.5預(yù)測系統(tǒng)應(yīng)采用權(quán)限管理機制，確保系統(tǒng)操作的安全性。

　　5.3預(yù)測模塊要求

　　5.3.1短期功率預(yù)測應(yīng)滿足下列要求：

　　a)應(yīng)能預(yù)測次日零時起至未來72h的光伏發(fā)電站輸出功率，時間分辨率為15min；

　　b)短期預(yù)測輸入包括數(shù)值天氣預(yù)報等數(shù)據(jù)，從而獲得預(yù)測功率；

　　c)短期預(yù)測應(yīng)考慮檢修、故障燈不確定因素對光伏發(fā)電站輸出功率的影響；

　　d)預(yù)測模型應(yīng)具有可擴展性，可滿足新建、已建、擴建光伏發(fā)電站的功率預(yù)測；

　　e)宜采用多種預(yù)測方法建立預(yù)測模型，形成最優(yōu)預(yù)測測氯；

　　f)根據(jù)數(shù)值天氣預(yù)報的發(fā)布次數(shù)進行短期預(yù)測，單詞計算時間應(yīng)小于5min。

　　5.3.2超短期功率預(yù)測應(yīng)滿足下列要求：

　　a)能預(yù)測未來15min～4h的光伏發(fā)電站輸出功率，時間分辨率為15min；

　　b)超短期預(yù)測模型的輸入應(yīng)包括實測功率數(shù)據(jù)、實測氣象數(shù)據(jù)及設(shè)備狀態(tài)數(shù)據(jù)等；

　　c)宜采用實測數(shù)據(jù)進行分析，判斷云層對光伏發(fā)電站的遮擋情況，進而實現(xiàn)對超短期功率波動的預(yù)測 ；

　　d)超短期預(yù)測應(yīng)15min執(zhí)行一次，動態(tài)更新預(yù)測結(jié)果，單詞計算時間應(yīng)小于5min。

　　5.4人機界面要求

　　5.4.1應(yīng)具備光伏發(fā)電站出力監(jiān)視頁面，以地圖形式展示光伏發(fā)電站布局，至少同時顯示實際功率、預(yù)測功率及各實測氣象要素，數(shù)據(jù)更新時間應(yīng)不大于5min。

　　5.4.2應(yīng)具備光伏發(fā)電站出力的曲線展示頁面，應(yīng)同時顯示系統(tǒng)預(yù)測曲線、實際功率曲線應(yīng)動態(tài)更新且更新時間應(yīng)不大于5min。

　　5.4.3應(yīng)具備歷史數(shù)據(jù)的曲線查詢頁面，至少提供日、周等時間區(qū)間的曲線展示，頁面查詢響應(yīng)時間應(yīng)小于1min。

　　5.4.4應(yīng)提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析頁面，提供餅圖、柱形圖、表格等多種可視化展示手段。

　　5.4.5系統(tǒng)頁面應(yīng)采用統(tǒng)一的風(fēng)格，頁面布局合理，便于運行人員使用。

　　5.5數(shù)據(jù)統(tǒng)計要求

　　5.5.1應(yīng)能對光伏發(fā)電站運行參數(shù)、實測氣象數(shù)據(jù)及預(yù)測誤差進行統(tǒng)計。

　　5.5.2運行參數(shù)統(tǒng)計應(yīng)包括發(fā)電量、有效發(fā)電時間、最大出力及其發(fā)生時間、利用小時數(shù)及平均負(fù)荷率等。

　　5.5.3氣象數(shù)據(jù)統(tǒng)計應(yīng)包括各氣象要素的平均值及總輻射銅梁、日照時數(shù)等。

　　5.5.4預(yù)測誤差統(tǒng)計指標(biāo)至少應(yīng)包括均方根誤差、平均絕對誤差、相關(guān)性系數(shù)、最大預(yù)測誤差、合格率等，誤差指標(biāo)計算參見附錄A。

　　5.5.5參與統(tǒng)計數(shù)據(jù)的時間范圍應(yīng)能任意選定，可根據(jù)光伏發(fā)電站所處地理位置的日出日落時間自動剔除夜間時段。

　　5.5.6各指標(biāo)的統(tǒng)計計算時間應(yīng)小于1min。

　　6硬件要求

　　6.1光伏發(fā)電站功率預(yù)測系統(tǒng)硬件至少包括數(shù)值天氣預(yù)報服務(wù)器、系統(tǒng)應(yīng)用服務(wù)器、物理隔離裝置、人機工作站，可根據(jù)需要選用數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)交換設(shè)備、硬件防火墻等。

　　6.2應(yīng)采用主流的服務(wù)器，支持集群、RAID等技術(shù)特性，支持雙路獨立電源輸入，宜采用冗余配置。

　　6.3工作站宜采用主流硬件廠商的圖形工作站，應(yīng)具有良好的可靠性和可擴展性。

　　6.4物理隔離裝置應(yīng)通過國家指定部門檢測認(rèn)證。

　　6.5根據(jù)需要選擇交換機、防火墻、路由器等必要設(shè)備。

　　6.6光伏發(fā)電站功率預(yù)測系統(tǒng)應(yīng)運行于電力二次系統(tǒng)安全區(qū)Ⅱ，與調(diào)度計劃系統(tǒng)相接口。

　　7性能指標(biāo)

　　7.1光伏發(fā)電站發(fā)電時段（不含出力受控時段）的短期預(yù)測月均方根誤差應(yīng)小于0.15，月合格率應(yīng)大于80％；超短期預(yù)測第4小時月均方根誤差應(yīng)小于0.10，月合格率應(yīng)大于85％。

　　7.2所有計算機的CPU負(fù)荷率在正常狀態(tài)下任意5min內(nèi)小于30％，峰值負(fù)荷率小于50％。

　　7.3系統(tǒng)服務(wù)器平均無故障時間（MTBF）應(yīng)不小于30000h。

　　7.4預(yù)測系統(tǒng)月可用率應(yīng)大于99％。