[發明專利]一種基于全天空成像設備的太陽輻照度預測方法和裝置

在審

• 申請號: 201711203853.5
• 申請日: 2017-11-27
• 公開（公告）號: CN108121990A
• 公開（公告）日: 2018-06-05
• 發明（設計）人: 丁煌;陳衛東;朱凌志;王誠良;程序;王知嘉;李登宣;朱想;吳驥;周海;崔方;周強;趙亮;施濤;黃宗宏;常鋒;宮建鋒;李謙;靳盤龍;馮雪;齊彩娟;黨東升
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國家電網公司;國網寧夏電力有限公司經濟技術研究院;國網寧夏電力有限公司
• 主分類號: G06K9/46
• 分類號: G06K9/46;G06K9/62;G06Q10/04;G06Q50/06;G06T7/136
• 代理公司: 北京安博達知識產權代理有限公司 11271
• 代理人: 徐國文

本發明提供了一種基于全天空成像設備的太陽輻照度預測方法和裝置，先確定基于云團軌跡的太陽輻照度預測值，然后確定基于天氣預報模式的太陽輻照度預測值和太陽輻照度實測值，最后實現太陽輻照度的最終預測。本發明提供的基于全天空成像設備的太陽輻照度預測方法中，在確定晴空輻照度時考慮了云對太陽輻照度的影響，在確定云團運動軌跡時考慮了云的快速變化對太陽輻照度的影響，并且在確定基于天氣預報模式的太陽輻照度預測值的過程中考慮了諸如天氣過程、云變化等物理過程，考慮全面，且提高了太陽輻照度預測結果的準確性。

技術領域

本發明涉及光伏功率預測技術領域，具體涉及一種基于全天空成像設備的太陽輻照度預測方法和裝置。

背景技術

光伏發電功率與太陽輻照度相關度較高，具有隨機性和波動性，大規模接入會影響電網安全穩定和經濟運行。通過較為準確的光伏電站發電功率預測能力，能夠有效降低電力系統運行成本，充分利用太陽能資源，獲得更大的經濟效益和社會效益。

因光伏發電功率與地面向下太陽輻照度息息相關，而太陽輻照度受天氣因素的影響較為強烈。云是太陽輻照度的主要天氣影響因子，其發生發展消亡的過程不斷影響到達地面的太陽輻照度。云的薄厚程度對到達地面的太陽輻照度影響程度不同，如果光伏電站被厚云遮擋時，光伏電站能夠接收到的太陽輻照度較小，導致其發電功率較低，反之亦然。因此，云的變化會對到達地面的太陽輻照度造成不同程度衰減，進而導致光伏電站的發電功率出現波動，同時因為云變化的不確定性，也造成發電功率較難以預測。

目前，太陽輻照度預測方法主要基于全天空成像云圖、衛星云圖、數值天氣預報、統計擬合外推或智能算法實現，基于全天空成像云圖或衛星云圖的太陽輻照度預測主要考慮了云對太陽輻照度的影響，未考慮天氣類型的影響；基于數值天氣預報太陽輻照度預測能夠考慮到天氣類型的影響，未考慮云的快速變化對太陽輻照度的影響；基于統計擬合外推或智能算法的太陽輻照度預測多在數理條件下考慮數據的變化問題，未考慮天氣過程等物理過程。

綜上所述，現有技術中太陽輻照度預測因未考慮天氣類型、云的快速變化或天氣過程等影響，導致預測準確性不高。

發明內容

為了克服上述現有技術中因未考慮天氣類型、云的快速變化或天氣過程等影響而導致太陽輻照度預測準確性不高的缺陷，本發明提供一種基于全天空成像設備的太陽輻照度預測方法和裝置，先根據云團質心的運動速度和運動方向確定云團質心的預測位置，并根據云團質心的預測位置確定基于云團軌跡的太陽輻照度預測值，然后確定基于天氣預報模式的太陽輻照度預測值和太陽輻照度實測值，最后根據基于云團軌跡的太陽輻照度預測值、基于天氣預報模式的太陽輻照度預測值和太陽輻照度實測值實現太陽輻照度的最終預測，提高了預測結果的準確性。

為了實現上述發明目的，本發明采取如下技術方案：

本發明提供一種基于全天空成像設備的太陽輻照度預測方法，包括：

根據云團質心的運動速度和運動方向確定云團質心的預測位置，并根據云團質心的預測位置確定基于云團軌跡的太陽輻照度預測值；

確定基于天氣預報模式的太陽輻照度預測值和太陽輻照度實測值；

根據基于云團軌跡的太陽輻照度預測值、基于天氣預報模式的太陽輻照度預測值和太陽輻照度實測值確定太陽輻照度最終預測值。

所述根據云團質心的運動速度和運動方向確定云團質心的預測位置，包括：

通過全天空成像設備采集云圖實際圖像，區分云圖實際圖像中的云團，并確定云團質心的實際位置；

按下式確定云團質心的線性運動速度：