该项目属电力系统技术领域。截至2017年底，中国光伏发电装机达1.3亿千瓦，居世界首位。随着成本的下降，光伏已成为最具发展潜力的新能源发电方式之一。大规模并网光伏发电随机、快速的出力波动给电力系统的实时功率平衡带来巨大挑战，准确的光伏功率预测是电网调度部门保障系统安全运行与新能源发电充分消纳的基础。与风电相比，光伏功率预测难度更大，主要表现在：1.不同类型天气下光伏出力特性各异且天气类型转换无规律，无法通过历史数据直接预测次日出力；2.太阳运动规律与大气状态波动共同作用导致辐照度波动特性复杂，日内小时级变化难以把握；3.云团生消运动造成地表辐照度快速剧烈变化，多云天气下光伏出力呈现分钟级无惯性突变。

该项目立项时国内外在光伏功率预测的时空尺度范围、精度指标要求、技术路线框架、适用理论与方法、科学评价体系、实际应用系统、国家与行业标准等方面均为空白。项目面向国家新能源发展的重大战略需求，在国家自然科学基金、河北省科技支撑计划与国家电网公司科技项目等支持下，围绕光伏功率预测开展了深入、持续、系统的研究，历时10年，发明了针对多时空尺度技术需求的一系列光伏功率预测方法，突破了多项光伏功率预测关键技术，主要发明点如下：

1.发明了基于辐照度特征参数的天气类型辨识方法和基于在线学习与加权距离映射的光伏功率预测方法，实现了基于天气类型分类的光伏功率短期预测。

2.发明了基于双向渐进的地面太阳辐射净空模型构建方法和基于净空模型归一化的光伏功率超短期预测方法，实现了准确的超短期预测。

3.发明了基于位移矩阵的云团运动趋势预测方法和采用分步方式的光伏功率预测方法，解决了多云天气下光伏出力分钟级无惯性突变的预测问题。

4.率先研发了涵盖短期、超短期、分钟级和分布式、场站级、集群级的多时空尺度光伏功率预测系统，制定了光伏功率预测的国家与行业标准。

获授权发明专利9项、软著5项，发表论文63篇(SCI收录10篇，ESI扩展版高被引论文2篇、能源领域SCI期刊年度最佳论文1篇)，制定国家和行业标准各1项，培养博士3人、硕士18人。

该项目研发的光伏发电功率多时空尺度预测系统广泛应用于中国二十多个省级及以上电力调控中心和大量光伏电站，预测容量超8879万千瓦，占全国光伏装机三分之二以上，预测光伏装机容量世界第一，预测精度(短期达88.6％、超短期达90.8％、分钟级达91.7％)居国际领先水平，有效提升了电网消纳光伏发电的能力。据不完全统计，近三年应用该项目成果产生经济效益27.3亿元，节省燃煤91万吨，减少CO₂排放245.6万吨，经济和社会效益巨大。项目成果引领了世界光伏功率预测的技术研发、主导了国际电工委员会光伏功率预测国际标准的制订，制定了国家与行业标准，提出并完善了行业技术体系，规范了中国光伏功率预测系统的建设，为中国能源转型升级和绿色低碳发展做出了重大贡献。

成果说明

该项目开发的光伏功率多时空尺度预测系统已广泛应用于青海、宁夏、新疆、甘肃、吉林、江苏、山东、黑龙江等20多个省级及以上电力调控中心，预测容量超8879万千瓦，覆盖了全国三分之二以上的并网光伏发电容量。预测系统应用后，上述各省及地区电网光伏发电功率短期、超短期预测的精度均有明显改善，多云等剧烈波动天气条件下光伏发电功率分钟级预测精度也获得显著提高，有效提升了新能源受阻地区的光伏消纳水平，为保证电力系统正常、经济、低碳运行发挥了重要作用。 该项目开发的光伏发电功率场站级预测系统还推广应用于英利集团、大唐集团

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