[发明专利]一种基于全天空成像设备的太阳辐照度预测方法和装置

说明书

本发明提供了一种基于全天空成像设备的太阳辐照度预测方法和装置，先确定基于云团轨迹的太阳辐照度预测值，然后确定基于天气预报模式的太阳辐照度预测值和太阳辐照度实测值，最后实现太阳辐照度的最终预测。本发明提供的基于全天空成像设备的太阳辐照度预测方法中，在确定晴空辐照度时考虑了云对太阳辐照度的影响，在确定云团运动轨迹时考虑了云的快速变化对太阳辐照度的影响，并且在确定基于天气预报模式的太阳辐照度预测值的过程中考虑了诸如天气过程、云变化等物理过程，考虑全面，且提高了太阳辐照度预测结果的准确性。

技术领域

本发明涉及光伏功率预测技术领域，具体涉及一种基于全天空成像设备的太阳辐照度预测方法和装置。

背景技术

光伏发电功率与太阳辐照度相关度较高，具有随机性和波动性，大规模接入会影响电网安全稳定和经济运行。通过较为准确的光伏电站发电功率预测能力，能够有效降低电力系统运行成本，充分利用太阳能资源，获得更大的经济效益和社会效益。

因光伏发电功率与地面向下太阳辐照度息息相关，而太阳辐照度受天气因素的影响较为强烈。云是太阳辐照度的主要天气影响因子，其发生发展消亡的过程不断影响到达地面的太阳辐照度。云的薄厚程度对到达地面的太阳辐照度影响程度不同，如果光伏电站被厚云遮挡时，光伏电站能够接收到的太阳辐照度较小，导致其发电功率较低，反之亦然。因此，云的变化会对到达地面的太阳辐照度造成不同程度衰减，进而导致光伏电站的发电功率出现波动，同时因为云变化的不确定性，也造成发电功率较难以预测。

目前，太阳辐照度预测方法主要基于全天空成像云图、卫星云图、数值天气预报、统计拟合外推或智能算法实现，基于全天空成像云图或卫星云图的太阳辐照度预测主要考虑了云对太阳辐照度的影响，未考虑天气类型的影响；基于数值天气预报太阳辐照度预测能够考虑到天气类型的影响，未考虑云的快速变化对太阳辐照度的影响；基于统计拟合外推或智能算法的太阳辐照度预测多在数理条件下考虑数据的变化问题，未考虑天气过程等物理过程。

综上所述，现有技术中太阳辐照度预测因未考虑天气类型、云的快速变化或天气过程等影响，导致预测准确性不高。

发明内容

为了克服上述现有技术中因未考虑天气类型、云的快速变化或天气过程等影响而导致太阳辐照度预测准确性不高的缺陷，本发明提供一种基于全天空成像设备的太阳辐照度预测方法和装置，先根据云团质心的运动速度和运动方向确定云团质心的预测位置，并根据云团质心的预测位置确定基于云团轨迹的太阳辐照度预测值，然后确定基于天气预报模式的太阳辐照度预测值和太阳辐照度实测值，最后根据基于云团轨迹的太阳辐照度预测值、基于天气预报模式的太阳辐照度预测值和太阳辐照度实测值实现太阳辐照度的最终预测，提高了预测结果的准确性。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种基于全天空成像设备的太阳辐照度预测方法，包括：

根据云团质心的运动速度和运动方向确定云团质心的预测位置，并根据云团质心的预测位置确定基于云团轨迹的太阳辐照度预测值；

确定基于天气预报模式的太阳辐照度预测值和太阳辐照度实测值；

根据基于云团轨迹的太阳辐照度预测值、基于天气预报模式的太阳辐照度预测值和太阳辐照度实测值确定太阳辐照度最终预测值。

所述根据云团质心的运动速度和运动方向确定云团质心的预测位置，包括：

通过全天空成像设备采集云图实际图像，区分云图实际图像中的云团，并确定云团质心的实际位置；

按下式确定云团质心的线性运动速度：