[发明专利]一种计算光伏电站地表辐照度空间分布的方法

权利要求书

1.一种计算光伏电站地表辐照度空间分布的方法，其特征在于，包括：

建立天空图像-辐照度映射模型；

获取不同历史时刻的天空图像中各个天空区域的平均RGB值和与太阳中心点的距离，以及和所述不同历史时刻的天空图像对应的实测地表辐照度；

将所述平均RGB值和所述距离作为所述模型的训练输入变量，将所述实测地表辐照度作为所述模型的训练输出变量，采用机器学习模型所述映射模型进行训练；

获取即刻天空图像，将所述即刻天空图像内各像素点距离太阳中心点的距离和各所述像素点的平均RGB值作为输入变量输入所述模型，以计算得到各所述像素点对应的地表区域辐照度数值；

所述获取不同历史时刻的天空图像中各个天空区域的平均RGB值和距离太阳中心点的距离，以及所述不同历史时刻的实测地表辐照度，包括：

获取近期预设天数内等时间间隔的不同时刻的多个所述天空图像，其中，所述天空图像包括多个晴空图像和多个云况图像；

获取各所述天空图像的太阳中心点的位置；

计算所述近期预设天数中每一天相邻时刻的两幅所述云况图像之间的云团移动位移矢量；

根据各所述云况图像的太阳中心点的位置、各个所述移动位移矢量确定预设时间段内的所述不同时刻的所述云况图像中不同天空区域的中心坐标，其中，当云况图像为第k幅云况图像时，则第k+1幅云况图像中位于太阳中心点的天空区域此时遮住了太阳，将该天空区域标记为1号天空区域，即该天空区域的中心坐标和第k+1幅云况图像的太阳中心点的坐标重合；但在第k幅云况图像中1号天空区域不位于太阳中心点，云团移动的指标就是相邻云况图像之间的云团移动位移矢量；计算出1号天空区域在第k幅云况图像上位置，该位置用天空区域的中心点的坐标来表示，具体的计算方式是用第k+1幅云况图像的太阳中心点的位置坐标减去第k幅云况图像和第k+1幅云况图像之间的云团移动位移矢量；在第k+2幅云况图像中存在位于太阳中心点的天空区域，该天空区域标记为2号天空区域，2号天空区域在第k幅云况图像不位于太阳中心点，且2号天空区域在第k幅云况图像中所处的具体位置也由第k幅云况图像与第k+1幅云况图像之间的云团移动位移矢量以及第k+1幅云况图像与第k+2幅云况图像之间的云团移动位移矢量共同确定，具体计算方式是用第k+2幅云况图像的太阳中心点的位置坐标减去第k幅云况图像和第k+1幅云况图像之间的云团移动位移矢量再减去第k+1幅云况图像和第k+2幅云况图像之间的云团移动位移矢量；每一幅云况图像都计算出1～k号天空区域在第k幅云况图像上的中心点的坐标；则每一幅云况图像都得到k个天空区域的中心点坐标；当第k幅云况图像的后面不够k张云况图像时，则不再进行计算；

根据所述中心坐标计算每一幅所述云况图像的所述天空区域与太阳中心点的距离；

获取天空区域的面积，根据天空区域的面积计算每一幅所述云况图像的所述天空区域的平均RGB值；

将每一幅所述晴空图像的所述天空区域与太阳中心点的距离设置为随机值，将每一幅所述晴空图像的所述天空区域的平均RGB值设置为蓝天区域的全部像素点的平均RGB值；

获取拍摄每一幅所述天空图像时于拍摄地实测的所述地表辐照度。

2.一种如权利要求1所述的计算光伏电站地表辐照度空间分布的方法，其特征在于，所述获取各所述天空图像的太阳中心点的位置，包括：

通过全天空成像仪自带图像处理系统对所述天空图像进行处理并生成对应的灰度图像；

提取所述灰度图像中灰度值与太阳区域灰度值相等的区域；

通过mean函数计算所述天空图像中的太阳中心点的位置坐标。

3.一种如权利要求1所述的计算光伏电站地表辐照度空间分布的方法，其特征在于，所述计算所述近期预设天数中每一天相邻时刻的两幅所述云况图像之间的云团移动位移矢量，包括：

对每一组所述云况图像使用卷积变换处理以得到变换图像对，其中，每一组所述云况图像即每一天相邻时刻的两幅所述云况图像；

通过改变卷积核矩阵得到同一组所述云况图像的多个所述变换图像对；

通过傅里叶相位相关法计算各所述变换图像对的云团位移矢量坐标；

通过高斯分布曲线对各所述变换图像对的云团位移矢量坐标进行拟合并得到每一组所述云况图像的移动位移矢量。