光伏发电站功率预测系统技术要求（NB/T 32011-2013）

　　1范围

　　本标准规定了光伏发电站功率预测系统的预测数据要求、预测系统软件要求、硬件要求和性能指标等技术要求。

　　本标准适用于并网运行的光伏发电站。

　　2规范性引用文件

　　下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

　　GB/T 19964光伏发电站介入电力系统技术规定

　　GB/T 30153光伏发电站太阳能资源实时监测技术要求

　　3术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3.1

　　光伏发电站 photovoltaie(PV)power station

　　利用光伏电池的光生伏特效应，将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统，一般包含变压器、逆变器和光伏方阵，以及相关辅助设施等。

　　3.2

　　数值天气预报numerical weather prediction

　　根据大气实际情况，在一定的初值和边值条件下，通过大型计算机做数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学方程组，预测未来一定时段的大气运动状态和天气现象的方法。

　　3.3

　　光伏发电功率预测photovoltaie power forecasting

　　根据气象条件、统计规律等技术和手段，对光伏发电站有功功率进行预报。

　　3.4

　　辐照度irradiance

　　照射到面元上的辐射通量与该面元面积之比，单位为W/m2。

　　3.5

　　总辐照度global irradiance

　　又称总辐射度，指入射与水平表面单位面积傻哥的全部的太阳辐射通量，单位为W/m2。

　　3.6

　　直射辐照度direct irradiance

　　照射到单位面积上的、来自天空太阳圆盘及其周边对照射点所张开的半圆锥角8°的辐射通量，单位为W/m2。

　　3.7

　　散射辐照度diffuse irradiance

　　出去直射辐照度的贡献外，来自整个天空并照射到单位面积上的辐射通量，单位为W/m2。

　　3.8

　　总辐射辐照量global iadiant exposure

　　在给定时间段内总辐射辐照度的积分总量，单位为Jm2。

　　3.9

　　日照时数sunshine duration

　　太阳直接辐射辐照度大于或等于120W/m2时段的综合，又称实照时数。

　　3.10

　　采集数据可用率availability date ratio

　　采集数据与真实数据偏差小于5％的个数与所有采集数据个数的比值。

　　3.11

　　预测系统月可用率monthly availability prediction systerm ratio

　　在每个月中，预测系统无故障运行时间与总时间的比值。

　　4预测数据要求

　　4.1基本要求

　　光伏发电站功率所需的数据至少应包括数值天气预报数据、实时气象数据、实时功率数据、运行状态、计划检修信息等。

　　4.2数据采集

　　4.2.1数值天气预报数据应满足以下要求：

　　a)应至少包括次日零时起未来3天的数值天气预报数据，时间分辨率为15min；

　　b)数据至少应包括总辐射辐照度、云量、气温、湿度、风速、风向、气压等参数；

　　c)每日至少提供两次数值天气预报数据。

　　4.2.2实时气象数据应满足以下要求：

　　a)实时气象信息采集设备的技术指标应满足GB/T 30153的要求；

　　b)实时气象数据应包括总辐射辐照度（水平和倾斜）、环境温度、湿度、风速、风向等，宜包括直射辐照度、散射辐照度、气压等参数；

　　c)传输时间间隔不应大于5min；

　　d)采集数据可用率应大于95％。

　　4.2.3实时功率数据、设备运行状态（含光伏组件温度）应取自光伏发电站计算机监控系统，采集时间间隔不应大于5min。

　　4.2.4所有数据的采集应能自动完成，并能通过手动方式补充录入。

　　4.2.5所有实时数据的时间延迟应不大于1min。

　　4.3数据处理

　　4.3.1所有数据应进行完整性及合理性检验，并对缺测和异常数据进行补充和修正。

　　4.3.2数据完整性检验应满足：

　　a)数据的数量应等于预期记录的数据数量；

　　b)数据的时间顺序应符合预期的开始、结束时间，中间应连续。

　　4.3.3数据合理性检验应满足：

　　a)对功率、数值天气预报、实测气象数据进行越限检验，可搜东设置限制范围；

　　b)根据实测天气数据与功率数据的关系对数据进行相关性检验。

　　4.3.4缺测和异常数据宜按下列要求处理：

　　a)以前一时刻的功率数据补全缺测或异常的功率数据；

　　b)以零替代小于零的功率数据；

　　c)缺测或异常的气象数据可根据相关性原理由其他气象要素进行修正；不具备修正条件的以前一时刻数据替代；

　　d)所有经过修正的数据以特殊标识记录并可查询；

　　e)所有缺测和异常数据均可由人工补录或修正。

　　4.4数据存储

　　数据存储应符合下列要求：

　　a)实时采集的数据应作为原始资料正本表寸并备份，不得对正本数据进行任何改动；

　　b)存储系统运行期间所有时刻的数值天气预报数据；

　　c)存储系统运行期间所有时刻的功率数据、实时气象数据；

　　d)存储每次执行的短期功率预测的所有预测结果；

　　e)存储每15min滚动执行的超短期功率预测的所有预测结果；

　　f)预测曲线经过人工修正后存储修正前后的所有预测结果；

　　g)所有数据至少保存10年。

　　5预测系统软件要求

　　5.1基本要求

　　5.1.1应根据光伏发电站的具体特点，结合光伏发电站的历史及实测数据，采用适当的预测方法构建预测模型，在此基础上建立光伏发电站功率预测系统。

　　5.1.2光伏发电站功率预测系统软件应包括数值天气预报处理模块、实时气象信息处理模块、短期预测模块、超短期预测模块、系统人机界面、数据库、数据交换接口等。

　　5.2预测软件配置要求

　　5.2.1预测系统应配置通用、成熟的商用关系型数据库，用于数据、模型及参数的存储。

　　5.2.2预测系统软件应在统一的支撑平台上实现，具有统一风格的人机界面。

　　5.2.3预测系统软件应采用模块划分，单个功能模块故障不影响整个预测系统的运行。

　　5.2.4预测系统应具有可扩展性，支持用户和第三方应用程序的开发。

　　5.2.5预测系统应采用权限管理机制，确保系统操作的安全性。

　　5.3预测模块要求

　　5.3.1短期功率预测应满足下列要求：

　　a)应能预测次日零时起至未来72h的光伏发电站输出功率，时间分辨率为15min；

　　b)短期预测输入包括数值天气预报等数据，从而获得预测功率；

　　c)短期预测应考虑检修、故障灯不确定因素对光伏发电站输出功率的影响；

　　d)预测模型应具有可扩展性，可满足新建、已建、扩建光伏发电站的功率预测；

　　e)宜采用多种预测方法建立预测模型，形成最优预测测氯；

　　f)根据数值天气预报的发布次数进行短期预测，单词计算时间应小于5min。

　　5.3.2超短期功率预测应满足下列要求：

　　a)能预测未来15min～4h的光伏发电站输出功率，时间分辨率为15min；

　　b)超短期预测模型的输入应包括实测功率数据、实测气象数据及设备状态数据等；

　　c)宜采用实测数据进行分析，判断云层对光伏发电站的遮挡情况，进而实现对超短期功率波动的预测 ；

　　d)超短期预测应15min执行一次，动态更新预测结果，单词计算时间应小于5min。

　　5.4人机界面要求

　　5.4.1应具备光伏发电站出力监视页面，以地图形式展示光伏发电站布局，至少同时显示实际功率、预测功率及各实测气象要素，数据更新时间应不大于5min。

　　5.4.2应具备光伏发电站出力的曲线展示页面，应同时显示系统预测曲线、实际功率曲线应动态更新且更新时间应不大于5min。

　　5.4.3应具备历史数据的曲线查询页面，至少提供日、周等时间区间的曲线展示，页面查询响应时间应小于1min。

　　5.4.4应提供数据统计分析页面，提供饼图、柱形图、表格等多种可视化展示手段。

　　5.4.5系统页面应采用统一的风格，页面布局合理，便于运行人员使用。

　　5.5数据统计要求

　　5.5.1应能对光伏发电站运行参数、实测气象数据及预测误差进行统计。

　　5.5.2运行参数统计应包括发电量、有效发电时间、最大出力及其发生时间、利用小时数及平均负荷率等。

　　5.5.3气象数据统计应包括各气象要素的平均值及总辐射铜梁、日照时数等。

　　5.5.4预测误差统计指标至少应包括均方根误差、平均绝对误差、相关性系数、最大预测误差、合格率等，误差指标计算参见附录A。

　　5.5.5参与统计数据的时间范围应能任意选定，可根据光伏发电站所处地理位置的日出日落时间自动剔除夜间时段。

　　5.5.6各指标的统计计算时间应小于1min。

　　6硬件要求

　　6.1光伏发电站功率预测系统硬件至少包括数值天气预报服务器、系统应用服务器、物理隔离装置、人机工作站，可根据需要选用数据库服务器、网络交换设备、硬件防火墙等。

　　6.2应采用主流的服务器，支持集群、RAID等技术特性，支持双路独立电源输入，宜采用冗余配置。

　　6.3工作站宜采用主流硬件厂商的图形工作站，应具有良好的可靠性和可扩展性。

　　6.4物理隔离装置应通过国家指定部门检测认证。

　　6.5根据需要选择交换机、防火墙、路由器等必要设备。

　　6.6光伏发电站功率预测系统应运行于电力二次系统安全区Ⅱ，与调度计划系统相接口。

　　7性能指标

　　7.1光伏发电站发电时段（不含出力受控时段）的短期预测月均方根误差应小于0.15，月合格率应大于80％；超短期预测第4小时月均方根误差应小于0.10，月合格率应大于85％。

　　7.2所有计算机的CPU负荷率在正常状态下任意5min内小于30％，峰值负荷率小于50％。

　　7.3系统服务器平均无故障时间（MTBF）应不小于30000h。

　　7.4预测系统月可用率应大于99％。