[發明專利]面向光伏發電的地基云圖云層跟蹤及預警方法

有效

• 申請號: 201611121010.6
• 申請日: 2016-12-08
• 公開（公告）號: CN106780540B
• 公開（公告）日: 2019-12-10
• 發明（設計）人: 朱文;侯北平;王周敏;穆清萍;于愛華;周樂;李剛
• 申請（專利權）人: 浙江科技學院
• 主分類號: G06T7/207
• 分類號: G06T7/207
• 代理公司: 33315 杭州知閑專利代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 黃燕

本發明公開了一種面向光伏發電功率短期預報的地基云圖云層跟蹤及預警方法，包括云層圖像預處理，識別太陽圓心，劃定設立一、二級圓形警戒區域，計算每個云層像素點的運動信息，判斷是否進入警戒區域，通過計算云層像素點的向心距離來判斷每個云層到達太陽區域的時間。本方法能夠較好的對地基云圖的云層進行跟蹤、運動信息分析和預警，穩定性高，為面向光伏發電過程的功率短期預報提供了較好的思路和方法。

技術領域

本發明屬于太陽能發電技術領域，具體涉及一種面向光伏發電的地基云圖云層跟蹤及預警方法。

背景技術

太陽能作為一種新興的可再生能源，具有清潔、環保等巨大優勢，因此得到了廣泛的推廣和應用。太陽能光伏發電是一種直接暴露在太陽光下產生電能的發電裝置，由于結構簡單、便于安裝運輸等特點，光伏利用成為太陽能開發利用中最重要的應用形式。

光伏發電裝置的輸出功率主要受到云層覆蓋的影響。當云層遮蔽太陽時，輸出功率驟然降低；云層離開太陽范圍時，輸出功率重新回升。由于云層的運動導致輸出功率來回產生波谷和波峰，給電網系統帶來了很大的震蕩和沖擊，這種間歇性和波動性對電網和用電設備在安全性造成了一定的威脅，因此對于云層的運動分析和預警至關重要。

由于云的種類多樣、不定向性等特點，并且受到風力因素影響，在運動過程中甚至可能發生消散、重組等情況，因此對于實際復雜情況下云層運動的分析成為云層運動跟蹤領域的一個技術性難題。

申請號為201210352973.2的中國發明專利文獻“一種面向光伏功率預測的云團運動預估方法”公開了一種通過云圖圖像預處理、檢測標注云團、提取云團質心，來預估云團運動的方法。該方法能實現對大塊云團運動的預估，從而對光伏電站的短期時間進行功率的預測。

申請號為201510213228.3的中國發明專利文獻“一種基于地基云圖的云團移動預測方法”公開了一種對云團區域圖像依次進行云團匹配、移動預測和面積校正的方法，基于云團計算位移矢量和云團面積伸縮系數來預估云團的運動趨勢，預測光伏發電站的短期功率。

云屬于柔性物體，實際情況其形狀易受到風力等因素的影響而發生形變，導致上述預估方法的準確性大大降低。

發明內容

針對現有技術的不足和云層運動時可能發生消散、重組等情況，本發明公開了面向光伏發電的地基云圖云層跟蹤及預警方法，該方法能夠實現對于云層的跟蹤、運動分析，并且結合實際太陽的位置，發出預警信息，具有高穩定性和預測精度高等優點。

一種面向光伏發電的地基云圖云層跟蹤及預警方法，包括如下步驟：

(1)針對采集的當前幀云層圖像進行預處理，確定太陽圓心；

(2)以太陽圓心為中心劃定設立一級警戒區域、二級警戒區域，一級警戒區域是大范圍區域，二級警戒區域是小范圍區域(靠近太陽區域)；

(3)計算云層的運動信息，得到云層像素點、云層像素點的運動方向和運動速度；

(4)對得到云層像素點，判斷云層像素點是否進入一級警戒區域，若進入一級警戒區域，計算一級警戒區域內的每一個云層像素點Q的向心距離D；若未進入一級警戒區域，則表明云層暫時遠離太陽，不發出警報；

(5)統計滿足條件D＞T₂的云層像素點的集合M，其中T₂為預設的閾值；

(6)針對云層像素點的集合M，標記云層團個數，并統計每個云層團內的云層像素點個數N；