[发明专利]一种水平面随机太阳辐照强度分布计算方法

权利要求书

1.一种水平面随机太阳辐照强度分布计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)收集计算地点水平面日累计总辐照量历史数据，计算地点附近地区的水平面日累计总辐照量历史数据和水平面日累计散射辐照量历史数据；

(2)根据水平面日累计总辐照量进行晴天、多云天和阴雨天的天气分类，具体为：

提取每月水平面日累计总辐照量最大值G_m,max和最小值G_m,min；

三等分区间[G_m,min,G_m,max]；

水平面日累计总辐照量位于区间[G_m,min,G_m,min+(G_m,max-G_m,min)/3]内的为阴雨天；

水平面日累计总辐照量位于区间[G_m,min+(G_m,max-G_m,min)/3,G_m,min+(G_m,max-G_m,min)2/3]内的为多云天；

水平面日累计总辐照量位于区间[G_m,min+(G_m,max-G_m,min)2/3,G_m,max]内的为晴天；如果历史数据时间跨度大于1年，则所选取的每月水平面日累计总辐照量最大值和最小值为所有同一月份中的最大值及最小值；(3)计算计算地点附近地区每月中各天气分类条件下水平面日累计平均总辐照量，以及每月的水平面日累计平均散射辐照量；计算计算地点每月中各天气分类条件下水平面日累计平均总辐照量；

(4)建立关于水平面日累计平均总辐照量和水平面日累计平均散射辐照量的线性回归方程，并求解计算地点每月的水平面日累计平均散射辐照量，

线性回归方程如下：

Ax+c＝B₂；

其中，A为参数矩阵，x为评估系数向量，c为常数项，B₂为参数向量；

求解如下：

将计算地点附近地区各天气分类条件下水平面日累计平均总辐照量代入参数矩阵A，将计算地点附近地区每月的水平面日累计平均散射辐照量代入参数向量B₂；

通过Moore-Penrose逆矩阵求解，得到方程的最小二乘解，即得到评估系数向量x：

x＝A⁺(B₂-c)；

将计算地点各天气分类条件下水平面日累计平均总辐照量代入参数矩阵A，结合求解的评估系数向量x，求解得到计算地点每月的水平面日累计平均散射辐照量；

(5)计算典型日的理想辐照分布；

(6)采用高斯随机与滑动平均处理，得出分钟级别月平均日水平面随机总辐照分布曲线与随机散射辐照分布曲线。

2.根据权利要求1所述的一种水平面随机太阳辐照强度分布计算方法，其特征在于，所述收集的历史数据的时间跨度在一年及以上。

3.根据权利要求2所述的一种水平面随机太阳辐照强度分布计算方法，其特征在于，所述历史数据的采集间隔保持分钟级的频率。

4.根据权利要求1所述的一种水平面随机太阳辐照强度分布计算方法，其特征在于，所述计算典型日的理想辐照分布，包括：

以Klein提出的每月典型日作为月平均日，根据Haurwitz经验模型作为理想天气情况下水平面总辐照计算模型，其修正后计算公式为：

其中，R为修正系数，θ_Z为太阳天顶角，I_G为理想天气情况下水平面太阳总辐照强度；

根据理想天气情况下水平面太阳总辐照强度经过下式积分计算求解修正系数：

基于式(1)通过不断变化的太阳天顶角，即得到典型日最大、平均及最小辐照量条件下的理想辐照分布。