Efficient electricity generation forecasting from solar power plants using technology: Integration, benefits and prospects

Abstract

Accurate prediction of electricity generation from renewable sources is an essential element to ensure the stability of electricity systems and the transition to more sustainable energy production. The study aims to optimise the operation of Ukrainian power systems through the introduction of the required share of renewable energy sources to ensure the reliability of the power system. To study the accuracy of forecasting electricity generation by photovoltaic power plants in Ukraine, data analysis, a review of existing forecasting models and methods, and comparative analysis using satellite images and meteorological observations were used. Low accuracy of forecasting output is a feature of electricity generation from renewable energy sources, which is explained by the random nature of energy sources and related meteorological conditions. In Ukraine, the problem of qualitative forecasting of electricity generation from renewable sources is becoming more relevant. The importance of finding effective methods for forecasting electricity generation in Ukraine has increased with the emergence of the electricity market. This study addresses the issue of forecasting electricity generation by photovoltaic power plants for the day ahead in the conditions of the Ukrainian energy market. As part of the study, the issues of Ukrainian legislation regarding the requirements for the accuracy of electricity generation forecasting and the consequences of their failure were considered. The study also reviewed modern models and methods for forecasting electricity generation by photovoltaic power plants and explored the new “forecasting system market” in Ukraine. The study presents accepted forecasting metrics that allow estimating errors and comparing the effectiveness of different forecasting methods. Considering the dependence of electricity generation forecasting on meteorological parameters, a comparative analysis of forecasting accuracy using satellite images and meteorological observations was carried out. The study will determine the material presented in determining the model for forecasting electricity generation, thus increasing the efficiency of energy companies in the conditions of the Ukrainian energy market. The study will also reduce the negative impact of the energy sector on the environment and contribute to a more efficient and stable electricity system in the future.

Точне прогнозування виробітку електроенергії з використанням відновлюваних джерел є важливим елементом для забезпечення стабільності електричних систем та переходу до більш сталого енергетичного виробництва. Метою цього дослідження є оптимізація роботи електричних систем України з урахуванням впровадження необхідної частки відновлювальних джерел енергії для забезпечення надійності електричної системи. Для дослідження точності прогнозування генерації електроенергії фотогальванічними електростанціями в Україні використовувалися аналіз даних, огляд сучасних моделей та методів прогнозування, а також порівняльний аналіз за допомогою супутникових знімків та метеорологічних спостережень. Низька точність прогнозування відпуску є особливістю виробництва електроенергії з відновлюваних джерел енергії, що пояснюється випадковим характером джерел енергії та супутніми метеорологічними умовами. В Україні стає більш актуальною проблема якісного прогнозування виробітку електричної енергії з використанням відновлюваних джерел. Значення пошуку ефективних методів прогнозування генерації виробництва електроенергії в Україні зросло з появою ринку електроенергії. Дана дослідницька робота скерована на вирішення проблемного питання щодо прогнозування генерації електроенергії фотогальванічними електростанціями на добу наперед в умовах енергетичного ринку України. У рамках роботи були розглянуті питання законодавства України щодо вимог до точності прогнозування генерації електроенергії та наслідки їх невиконання. Також було проведено огляд сучасних моделей та методів прогнозування генерації електроенергії фотогальванічними електростанціями та досліджено новий «ринок систем прогнозування» в Україні. У дослідженні були представлені прийняті метрики прогнозів, які дозволяють оцінити похибки і порівняти ефективність різних методів прогнозування. З урахуванням залежності прогнозування генерації електроенергії від метеопараметрів, був проведений порівняльний аналіз точності прогнозування за допомогою супутникових знімків та метеорологічних спостережень. Запропоноване дослідження дозволить враховувати викладений матеріал при визначенні моделі прогнозування генерації електроенергії, таким чином підвищуючи ефективність роботи енергетичних компанії в умовах енергетичного ринку України. Дослідження також сприятиме зменшенню негативного впливу енергетичного сектору на навколишнє середовище та сприятиме створенню більш ефективної та стабільної електричної системи у майбутньому.