[發(fā)明專利]一種基于全天空云圖的光伏電站輻射預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510812329.2
• 申請日: 2015-11-20
• 公開（公告）號: CN106779130B
• 公開（公告）日: 2021-01-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱想;周海;崔方;丁杰;王知嘉;程序;譚志萍;于炳霞;丁煌;陳志寶;周強;陳衛(wèi)東;居蓉蓉;彭佩佩;何潔瓊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電力科學(xué)研究院;國家電網(wǎng)公司
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q50/06
• 代理公司: 北京安博達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

1.一種基于全天空云圖的光伏電站輻射預(yù)測方法，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟1.根據(jù)所述光伏電站的晴空的歷史輻射數(shù)據(jù)，建立晴空輻射模型；

步驟2.利用全天空云圖，得到其在未來1個時間段內(nèi)的不同厚度云團運動向量和云狀變化趨勢；

步驟3.獲取所述云團中太陽強度；

步驟4.建立超短期輻射預(yù)測模型，對光伏電站未來1個時間段內(nèi)的輻射進行預(yù)測；

所述步驟1包括：

1-1.基于歷史輻射數(shù)據(jù)及太陽常數(shù)I_sc修正不同時間到達大氣層上界的太陽輻射強度I₀，建立晴空輻射模型：

式(1)中，N為積日、即當前日在一年中的序號；I_sc≈1367W/m²；

1-2.計算得到太陽赤緯角δ：

1-3.計算得到太陽時角τ；

1-4.根據(jù)實時輻射數(shù)據(jù)校正晴空輻射模型，得到大氣層外切面接收到的太陽輻射I：

式(3)中，θ為太陽天頂角，δ為太陽赤緯角，光伏電站的緯度，τ為太陽時角；

所述1-3包括：

a.計算得到地球繞太陽公轉(zhuǎn)時運動和轉(zhuǎn)速變化所產(chǎn)生的時間差E：

b.根據(jù)下式(5)的真太陽時與北京時間的轉(zhuǎn)換公式，計算得到表示真太陽時的小時數(shù)S和分鐘數(shù)F；

c.根據(jù)真太陽時的小時數(shù)S和分鐘數(shù)F，計算得到太陽時角τ為：

所述步驟2包括：

2-1.設(shè)置全天空成像儀以相同的時間間隔提取所采集云團的云狀，得到云圖；

其中，所述時間間隔為30秒至1分鐘；

2-2.利用全天空成像儀對云圖進行統(tǒng)計分析，得到過去1個時間段內(nèi)的不同顏色的云狀像素變化數(shù)據(jù)的統(tǒng)計值；其中，所述時間段為1至3小時；所述云狀像素變化數(shù)據(jù)包括厚云團像素C_厚及薄云團像素C_薄；

2-3.根據(jù)所述云狀像素變化數(shù)據(jù)的統(tǒng)計值，計算得到所述云圖在未來1個時間段內(nèi)的不同厚度云團運動向量和云狀變化趨勢；

所述2-3包括：

d.捕捉時間長度T內(nèi)的云團在所述全天空成像儀中的采集頻率，且所述全天空成像儀的采樣間隔為T_Δ，則所采集云圖的張數(shù)S為：

s＝T/T_Δ (7)

e.根據(jù)云圖處理后不同顏色云狀提取的不同厚度的云團，利用云團色彩變化趨勢，分析兩張相鄰云團的相似性；

f.計算所述云團運動向量；

g.預(yù)測太陽光斑遮擋狀態(tài)K(t)：

式(8)中，k_b(t)為薄云團遮擋下的太陽光斑遮擋狀態(tài)；k_h(t)為厚云團遮擋下的太陽光斑遮擋狀態(tài)；

所述e包括：

e-1.計算t₀時刻薄云團和厚云團的像素統(tǒng)計值C_薄、C_厚和t₁時刻薄云團和厚云團的像素統(tǒng)計值C_薄、C_厚；

e-2.根據(jù)所述全天空成像儀的圖像處理后的時間線性關(guān)系，得出t₀到t₁薄云團和厚云團的變化規(guī)律，從而計算得到t₀到t₁兩個時刻云圖里的各個相似云團，然后計算出第i個厚云團的質(zhì)心O_hi及第i個薄云團的質(zhì)心O_bi。