[發明專利]一種基于天氣類型有效識別的斜面輻射預測方法

有效

• 申請號: 202010393401.3
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN111596384B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 李芬;童力;林逸倫;薛花;王育飛;林順富;毛玲;趙晉斌;江航;周金輝;邵先軍
• 申請（專利權）人: 國網浙江省電力有限公司電力科學研究院;上海電力大學
• 主分類號: G01W1/10
• 分類號: G01W1/10;G06K9/62
• 代理公司: 浙江翔隆專利事務所(普通合伙) 33206
• 代理人: 張建青

1.一種基于天氣類型有效識別的斜面輻射預測方法，其特征在于，包括步驟：

S1：獲取氣象和輻射的歷史數據；

S2：計算直射比和修正清晰度指數，計算天氣類型指數SCF和太陽高度角；

S3：判斷太陽高度角是否大于10度，如太陽高度角大于10度進入下一步，否則返回上一步；

S4：分類天氣，即對天氣類型指數SCF使用K-means聚類算法分類；

S5：獲取實測的數據，計算天氣類型指數SCF并判斷所屬的天氣類型；

S6：根據不同天氣類型，選用不同的直散分離模型；

步驟S2中，采用修正清晰度指數、直射比和總云量這三個數據，分別進行歸一化處理并加權，得到一個綜合指標因子，將其命名為SCF，即天氣類型指數，具體的計算公式如下：

SCF＝w₁Bd+w₂k'_T+w₃(1-C)，

其中，權重w₁，w₂和w₃的和為1，具體數值根據當地的地理位置及輻射數據計算得到；C代表總云量；Bd代表直射比；k'_T是修正清晰度指數；

步驟S4中，天氣類型指數SCF通過K-means聚類算法分成5類：I型，0.58≤SCF1；II型，0.44≤SCF0.58；III型，SCF值為0.3≤SCF0.44；Ⅳ型，0.15≤SCF0.3；Ⅴ型，0SCF0.15，其太陽輻射直接輻射分量的豐富度依次減小；

步驟S6的具體內容為：

S61)若步驟S5得到當前天氣類型為I型，選擇Hay模型計算；

S62)若步驟S5得到當前天氣類型為II、III或IV型，選擇Perez模型計算；

S63)若步驟S5得到當前天氣類型為V型，選擇LiuJordan模型計算。

2.根據權利要求1所述的一種基于天氣類型有效識別的斜面輻射預測方法，其特征在于，步驟S1中，輻射數據包括水平面總輻射、散射輻射、直接輻射以及反射輻射數據；氣象數據包括總云量和能見度；總云量定義為云遮蔽天空視野的成數，表示天空中被云量遮蔽的范圍占總天空范圍的百分比。

3.根據權利要求1所述的一種基于天氣類型有效識別的斜面輻射預測方法，其特征在于，步驟S2中，對數據進行篩選和質量控制，根據水平面輻射觀測值和天文地理因子計算清晰度指數及修正清晰度指數。

4.根據權利要求3所述的一種基于天氣類型有效識別的斜面輻射預測方法，其特征在于，步驟S2中，所述的清晰度指數為水平面上太陽總輻射I與大氣層外水平面上的太陽輻射I_o之比，即有：

清晰度指數不僅與氣象條件相關，而且與天空中太陽位置有關，為降低太陽高度角對清晰度指數的影響，對其進行修正如下：

其中，k'_T是修正清晰度指數，m是大氣質量。

5.根據權利要求1所述的一種基于天氣類型有效識別的斜面輻射預測方法，其特征在于，步驟S1中，歷史數據的時間為兩年。