[发明专利]一种太阳能资源评估方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种评价能源的方法，具体讲涉及一种评价太阳能源的方法。

背景技术

在严峻的能源替代形势和全球气候变暖的压力下，世界各国都把开发利用可持续发展的清洁能源作为未来的能源发展战略，其中太阳能以资源丰富、没有地域界线、清洁等独特优点而成为人们关注的热点之一，各国纷纷制定宏伟的太阳能光伏发电发展目标。

我国幅员广大，太阳能资源十分丰富。太阳能较丰富的区域占国土面积的2/3以上，年辐射量超过60亿焦耳/平方米，每年地表吸收的太阳能大约相当于1.7万亿吨标准煤的能量，具有良好的太阳能利用条件。为了促进可再生能源的开发利用，我国制定了《中华人民共和国可再生能源法》并于2006年1月1日起正式实施。2007年，国家又颁布了《可再生能源中长期发展规划》，提出力争到2020年，使我国可再生能源消费量占能源消费总量比例达到15％。该规划对风能、生物质能、太阳能、水能等可再生能源提出了具体的发展目标。其中，太阳能发电的目标是，在2010年总容量达到30万千瓦的基础上，2020年达到180万千瓦。

对太阳能资源实时监测和评估可为太阳能开发规划和电网规划提供可靠的依据，在监测采集到确凿的资源数据，评估区域的太阳能资源情况和分布特点的基础上，结合土地资源状况和当地电网条件，即可有助于尽早发现太阳能资源开发利用中的问题与瓶颈，以制定合理的开发利用规模与利用方案，从而确保太阳能资源开发利用的经济性与实际可操作性，确保太阳能光伏发电与电网的健康协调发展。太阳能资源观测站可监测到更系统的太阳能资源数据，时间尺度更短，数据更精确，将为光伏发电功率预测提供数据基础。为此需要提供一套实时监测及功率预测的太阳能资源的评估方法。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种太阳能资源评估方法，该方法可用于太阳能光伏电站的规划设计以及光伏电站运行和调度。该方法首先利用中尺度数值天气预报模式，结合历史测量数据、卫星数据等实测数据计算得到的区域太阳能资源分布图；然后综合考虑区域太阳能资源和测光站点分布情况，以及区域的地形地貌等特征，选择适用的实测监测点。最后利用实时监测数据对区域的太阳能资源预报结果进行修正，得到实时变化的太阳能资源分布。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种太阳能资源评估方法，其改进之处在于，所述方法包括

(1)建立区域太阳能资源图谱，得到区域内太阳能辐照度数据集S；

(2)构建实测数据集Q；

(3)构建数据子集，计算各个网格点的加权系数；

(4)修正数值天气预报模式生成的未来24h的辐照度数据集S_P，建立太阳能资源实时分布图。

优选的，所述步骤(1)包括将全球背景场、区域地形数据和地表植被数据输入中尺度数值天气预报模式，建立本地化数值天气预报模式并选择参数化方案，生成区域太阳能辐照度分布图，得到区域的太阳能辐照度数据集S。

进一步地，所述参数化方案包括微物理参数化方案、长波辐射传输方案、短波辐射传输方案、表面分层、陆面过程方案、边界层方案和对流参数化方案。

优选的，所述步骤(2)包括数据预处理和数据筛选。

进一步地，所述数据预处理包括

a、筛选收集的测光数据；

b、剔除或修正不合理数据，得到测光数据集P。

进一步地，所述步骤b包括

6.1)删除错误或异常值；

6.2)按下式修正有时移存在的时间：

p(t)=p(t-m)；

其中，p(t)为t时刻的测光数据，m为时移长度。

进一步地，所述数据筛选包括下述步骤；

7.1)计算实测数据之间的相关性：

式中r_xy为相关性系数，x、y为测光数据序列，和分别为序列x和y的算术平均值；

7.2)数据筛选

r_xy≥0.9，且两个测光数据点的距离小于10km时，则从测光数据集P中剔出数据完整率较低，或与其他数据序列相关性较高的数据序列；

7.3)生成实测数据集Q

对数据集P中数据序列进行筛选，剔出冗余数据序列，得到实测数据集Q。

优选的，所述步骤(3)包括

8.1)从步骤(1)得到的太阳能辐照度数据集S中提取与步骤(2)中实测数据集Q中监测位置坐标所在网格的数据子集S′，且S′中的数据序列的时间区间与Q集中对应数据相同；