光伏发电功率超短期预测方法综述
太阳能是可再生能源中最丰富、发展潜力最大的清洁能源，其开发与利用已经成为我国能源结构调整的重要方向。2021 年 3 月，中央财经委员会第九次会议提出要构建新型电力系统，以光伏为代表的新能源产业将迎来更大的发展机遇，光伏装机容量的规模也将持续增加。据统计，截止到 2021年12月底，我国光伏发电累计装机达到3.06亿kW，同比增长 21.01%。新增光伏发电装机 5300 万 kW，同比增长 9.96%，发展速度仍居世界首位。
光伏能源属间歇性能源，其特点为波动性大随机性强。当城市中并网的光伏容量达到一定规模时，气象特征的微小变化也将给光伏电站带来巨大影响。研究表明，当装机容量在系统中所占比例超过 15%时，即使云团对光伏电站只形成时长约 5 s的遮挡，光伏电站的输出功率就可能下降 70%[5]，从而引起电网电压的波动和闪变，严重时还可能引起大面积的停电或系统瘫痪。
在“碳达峰”、“碳中和”的战略背景下，我国电力结构清洁化趋势将更加凸显，光伏并网对电网的影响也越来越显著。开展光伏发电功率超短期预测能有效地降低光伏出力不确定性给电网带来的影响，提高光伏发电系统的可靠性，助力电网实现高质量的稳定供电。
目前国际上比较常用的功率预测软件有十几种，主要集中在德国、瑞士、加拿大等光伏产业比较发达的国家。如德国 Gerhard Valentin 博士开发的 PV*SOL 系统，瑞士日内瓦大学能源课题组开发的 PV System，加拿大政府开发的免费清洁能源软件RET Screen，这些系统都有着较为完善的数据库，能为功率预测提供详尽的气象评估服务。我国开展功率预测时间虽晚于欧美等发达国家，但随着我国对光伏产业的大力支持，也开发出了不少功率预测软件。如国网电科院研发的电网光伏发电预测系统，国内日新开发的 SPSF–3000，尚特杰电力与东南大学共同研发的 SNE8500 型新能源功率预测系统，国电南瑞科技股份有限公司研发的 NSF3200 预测系统，山东大学开发的“天工”系列功率预测系统以及中国电力科学研究院研发的功率预测与调度监控一体的 D5000 系统。
为开发出精度更高的预测系统，国内学者对光伏功率的预测展开了大量的研究。本文针对光伏发电功率的影响因素及现有的预测技术手段展开全面梳理分析，并从数据来源的角度对功率预测的研究现状进行了评述，从而梳理出不同预测模型现有的技术难点，结合光伏行业的发展大趋势，指出了预测领域技术研究的攻关方向。