沙尘天气下的光伏功率预测优化

频繁的沙尘天气给太阳能发电和光伏功率预测造成严重的不利影响，迫切需要系统分析沙尘对光伏发电的影响及其量化指标，优化光伏功率预测模型，提升预测精度。本文将介绍沙尘天气对光伏功率预测的影响和象心力科技相关研发产品及应用效果。

一、沙尘对光伏功率预测的影响

今年春天以来，我国北方地区至少发生了5次沙尘暴。沙尘会降低太阳辐射强度，直接影响光伏组件发电效率；沙尘还会引起光伏组件的温度升高，导致电池片的性能下降和热衰减。

目前市面上用于光伏功率预测的气象预报要素大多源于数值天气预报（NWP）模式，常用的中期数值天气预报模式，如欧洲中期天气预报中心ECMWF-IFS和美国国家环境预报中心NCEP-GFS，通常仅模拟大气分量，而未考虑大气与大气化学（PM10、PM2.5等）的相互作用，因此沙尘天气时模式预报的太阳辐射会出现较大的偏差，严重影响光伏功率预测精度。

上图为我国北方某光伏电站受沙尘影响的功率曲线，蓝线为实际功率，橙线为预测功率，绿线为沙尘浓度。可以看出，第二天和第三天沙尘浓度最高达到500微克/立方米，导致实际功率严重偏小，而预测功率由于未考虑沙尘对太阳辐射的影响，未能成功预测到光伏发电的减小。

二、光伏功率预测模型优化

由于今年频繁发生全国范围的沙尘暴，不仅西北地区光伏电场受灾严重，福建、浙江等东南沿海也未能幸免。不少功率预测厂家为用户提供了沙尘过程专报和预警提示，用户可根据沙尘预警人为调整功率预测曲线，降低沙尘的不利影响。

象心力科技充分考虑到光伏电场实际需求，用户需要最终产品而不是中间产物。象心力科技利用多种沙尘预报模式结果和机器学习算法，不断优化预测模型，将沙尘天气对光伏功率预测产生的影响直接融入功率预测模型，直接生成考虑了沙尘影响的功率预测曲线，并实时业务运行。用户无需再根据沙尘气象预警对功率预测曲线进行二次调整。

上图是考虑了沙尘预测的某光伏电站功率预测曲线，蓝线为实际功率，橙线为原始预测功率，灰色为考虑沙尘的预测功率，绿色为沙尘浓度。可以看出，最后两天沙尘浓度达到300微克/立方米，原始的预测功率明显较实际偏高，而考虑了沙尘浓度影响的预测功率可以较好的改进偏差。