随着全球经济的快速发展,全球能源消耗与能源供应的不平衡正逐步成为制约人类社会发展的重要因素,为了缓解全球能源供不应求以及全球生态环境持续恶化的社会现状,大力发展太阳能、风能等清洁可再生能源已成为人类社会的必经之路。太阳能作为全球最为丰富的可再生能源,其开发利用方式多种多样,其中光伏发电由于具有无有害气体排放、运行安全可靠、维护方便简单等优点,近年来发展非常迅速,其中分布式光伏发展尤为迅猛。然而分布式光伏发电受辐照度、光伏组件温度等因素的影响,其输出功率具有明显的随机性和波动性,这将给电力系统的功率平衡、安全经济运行带来巨大隐患。尽管目前有很多光伏输出功率不确定性的建模方法,但是这些方法并不能从本质上解决光伏输出功率的随机波动性。而准确的光伏发电功率预测能从本质上减小光伏发电的不确定性,是提高电网接纳随机波动性电源能力的关键技术之一。在辐照度预测方面,提出基于地理信息与气象信息的辐照度超短期预测技术。基于地理位置,大气层衰减等因素建立了晴空水平斜面辐照度模型。同时,分析了各种云层的典型特征,结合历史气象数据,建立了不同云层类型与不同天气类型的相关性矩阵。结合历史实际辐照度进一步提出了晴空指数对云层遮挡的转化方法,并通过晴空指数与不同天气条件下不同类型云层透光率确定不同时刻云层遮挡面积。通过云层的移动速度和方向预测遮挡面积的变化趋势,并进一步预测辐照度变化趋势。在单个光伏电站输出功率预测方面,首先提出了基于通用分布的光伏电站输出功率概率建模方法,并基于此提出了基于辐照度预测值的单个光伏电站输出功率超短期预测方法。通过对历史数的预处理,对辐照度进行分箱处理,对于不同辐照度区间,采用通用分布对光伏电站输出功率实际值进行拟合并分别建立光伏电站输出功率实际值的概率分布;对于任意辐照度预测值,判断其属于哪一区间并找到其对应的分布函数,采用逆变换抽样得到光伏电站输出功率预测值的可能场景集,随后对其进行加权平均即可得到该辐照度条件下光伏电站输出功率预测值的最有可能值。随后,提出了不均匀分箱以及温度校正对上述模型进行改进,进一步提高了功率预测的精确度。在区域分布式光伏电站输出功率预测方面,提出了考虑时空相关性的区域分布式光伏电站输出功率超短期预测方法。分析了区域分布式光伏电站输出功率特性以及区域分布式光伏电站输出功率相关性。根据光伏电站辐照度理论值得到光伏电站出力理论值,并结合光伏电站输出功率实际值提出了光伏电站等效晴空指数,由此表征云层对光伏电站的遮挡程度。根据云层随时间和空间的变化对不同光伏电站的影响,提出了区域光伏电站遮挡面积对于时间和空间的表达式,并进一步提出了考虑时空相关性的区域分布式光伏功率超短期预测方法。