非晴空出力的特征分析

在光伏发电预测技术研究中，非晴空条件一般指降水、轻雾、沙尘、降雪以及多云等复杂天气条件。由大气辐射原理可知，可见光波段的太阳辐射能由大气成分、云层、水汽等因素的影响。复杂天气现象将影响地表太阳辐射的波动特征、间歇特征，因而导致光伏发电特性变得复杂。

1.影响因素

（1）大气成分的显著变化。通常情况下，大风扬尘、沙尘暴等天气事件会显著影响区域大气透明度的时空分布，其中折射、漫散射效应将大幅削减地表入射短波辐射，造成光伏电站的出力特性显著区别于晴空条件。

（2）多云及降雨过程。当光伏电站所处区域的天空云量增加时，云层厚度、云底高度和云类的变化将导致大气折射、吸收、散射效应趋于复杂，进而导致光伏发电出力快速波动等情况。

（3）降雪过程。降雪过程与其他天气现象的差异之处在于，组件表面的遮蔽物可长时间停留，使得光照情况良好的情况下光伏电站的出力接近零值。(www.xing528.com)

2.出力特征

大气中各类天气现象的持续时间不同，其对太阳辐射的影响可粗略地由可见光衡量。一般情况下，可观光越弱，视距越短，则太阳总辐射值越低。不同天气现象对太阳辐射的衰减效应不同，因而直接导致了非晴空条件下光伏发电出力特性的复杂性。对于光伏发电功率预测而言，这类情况则是影响预测模型鲁棒性的主要因素。

对于多云及降雨过程，则受天气现象持续时间、直接辐射遮挡等因素影响，光伏发电出力的变化特性呈现出多元化的趋势。某光伏电站（30MWp）2012年2月7日至10日历史功率如图2-25所示，光伏发电的出力日变化呈现出随机特征，其演变特征的预测具有极大难度。

图2-25　某光伏电站（30MWp）2012年2月7—10日历史功率