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基于卫星云图和晴空模型的分布式光伏电站太阳辐照度超短期预测

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高电压技术 2022年第8期48卷 3271-3281页

作者：张青山王丽婕郝颖王勃车建峰郭洪武北京信息科技大学自动化学院北京100192 中国电力科学研究院有限公司北京100192 国网内蒙古东部电力有限公司赤峰供电公司赤峰024000

随着分布式光伏发电装机占比的不断提高,对分布式光伏发电功率预测提出了新的要求。但由于运行成本的约束,分布式光伏电站难以直接建立功率预测模型,为此提出了一种基于卫星云图和改进晴空模型的太阳辐照度超短期预测模型。首先,基于最... 详细信息

随着分布式光伏发电装机占比的不断提高,对分布式光伏发电功率预测提出了新的要求。但由于运行成本的约束,分布式光伏电站难以直接建立功率预测模型,为此提出了一种基于卫星云图和改进晴空模型的太阳辐照度超短期预测模型。首先,基于最小二乘法对美国采暖、制冷和空调工程师协会(American Society of Heating,Refrigerating and Air-conditioning Engineers,ASHRAE)模型进行改进,并由改进ASHRAE模型计算待测场站的理论晴空辐照度;然后,基于灰度共生矩阵和差分自回归滑动平均(autoregressive integrated moving average,ARIMA)模型获取待测场站未来1~4h的云团遮蔽特征;最后,利用该云团遮蔽特征和数值天气预报(numerical weather prediction,NWP)信息建立基于长短期记忆网络(long short-term memory,LSTM)的修正算法对理论晴空辐照度进行修正,得到未来1~4h的太阳辐照度预测结果。研究结果表明:通过该模型预测得到的太阳辐照度的月均方根误差为7.65%,相较于传统的晴空模型和仅使用NWP的预测模型,预测精度分别提升了6.76%和4.61%,验证了卫星云图和晴空模型在太阳辐照度超短期预测中的有效性。

关键词：分布式光伏太阳辐照度超短期预测卫星云图晴空模型 LSTM

基于FY-4A和机器学习的太阳辐照度超短期预测

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太阳能学报 2024年第4期45卷 578-583页

作者：贾东于李开明高晓清高雨濛兰州城市学院城市环境学院兰州730070 中国科学院西北生态环境资源研究院/中国科学院寒旱区陆面过程与气候变化重点实验室兰州730000 中国人民解放军94754部队嘉兴314000

针对中国西部地区辐射资源充沛但观测资料匮乏的特点,提出一种基于辐照度观测数据、遥感数据、McClear和随机森林算法的太阳辐照度超短期预测方法,并重点分析遥感数据对辐照度预测效果的影响。结果表明:添加遥感数据能够优化不同时间步... 详细信息

针对中国西部地区辐射资源充沛但观测资料匮乏的特点,提出一种基于辐照度观测数据、遥感数据、McClear和随机森林算法的太阳辐照度超短期预测方法,并重点分析遥感数据对辐照度预测效果的影响。结果表明:添加遥感数据能够优化不同时间步长的辐照度预测效果,并能显著降低平均绝对百分比误差(MAPE)值高于40%的预测大误差出现概率。同时,添加遥感数据对预测效果的提升随时间步长呈线性增加关系,nRMSE的差值变化范围从2.08%变为13.81%;nMAE的差值从1.64%变化为14.52%;R2的差值随时间步长的变化最为明显,从-0.03变为-0.43。但值得注意的是,添加卫星数据会显著增加模型的建立和超参寻优时间。

关键词：太阳辐照度预测机器学习 FY-4A 晴空模型

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基于修正晴空模型的超短期光伏功率预测方法

电力系统自动化 2021年第11期45卷 44-51页

作者：马原张雪敏甄钊梅生伟清华大学电机工程与应用电子技术系北京市100084 电力系统及大型发电设备安全控制和仿真国家重点实验室清华大学北京市100084

文中旨在提高晴空或有薄云这类小波动场景下的光伏功率超短期预测精度。虽然,太阳辐射的日周期性和年周期性使光伏功率序列具有确定性分量,但是电站和当地气象的详细参数随时间变化且难以获取。为此,提出一个仅依赖少量参数的改进晴空... 详细信息

文中旨在提高晴空或有薄云这类小波动场景下的光伏功率超短期预测精度。虽然,太阳辐射的日周期性和年周期性使光伏功率序列具有确定性分量,但是电站和当地气象的详细参数随时间变化且难以获取。为此,提出一个仅依赖少量参数的改进晴空功率计算模型,并在此基础上构建了在线更新参数的预测算法,预测小波动天气下光伏电站未来4 h的功率。采用中国吉林省某电站的数据进行了测试,结果表明:所提模型得到的晴空功率曲线可以较准确地拟合小波动天气下的电站出力,而基于在线更新参数的光伏预测结果可以使小波动天气第4个小时的预测误差降低到约3.78%,弥补了相邻晴天方法在一些场景下误差超过5%甚至达到10%的不足。文中所提方法不仅可以提高小波动天气下光伏功率超短期预测精度,也为复杂天气条件下的预测提供了更准确的基准值。

关键词：晴空模型平稳化光伏发电超短期预测

太阳辐射影响下特高拱坝温度场及变形性态研究

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华中科技大学学报（自然科学版） 2023年第10期51卷 142-148页

作者：邵晨飞许焱鑫田始光赵二峰河海大学水利水电学院江苏南京210098 河海大学土木与交通学院江苏南京210098 河海大学水安全与水科学协同创新中心江苏南京210098 山东电力工程咨询院有限公司山东济南250013

通过构建特高拱坝三维有限元模型,引入光线追踪算法,提出了特高拱坝所受太阳辐射遮蔽情况计算方法.结合有限元数值分析方法及预计算技术,实现了各时刻特高拱坝太阳辐射影响下的坝面及库水温度的高效数值模拟.综合考虑太阳辐射下坝体与... 详细信息

通过构建特高拱坝三维有限元模型,引入光线追踪算法,提出了特高拱坝所受太阳辐射遮蔽情况计算方法.结合有限元数值分析方法及预计算技术,实现了各时刻特高拱坝太阳辐射影响下的坝面及库水温度的高效数值模拟.综合考虑太阳辐射下坝体与库水温度变化特性,研究了特高拱坝温度场时空分布特性,量化分析了太阳辐射对坝体变形性态的影响.以我国某特高拱坝为例,运用所提出方法研究了太阳辐射对坝体温度场及变形性态的影响.研究结果表明:通过计算太阳辐射对特高拱坝温度场的作用效应,有利于准确掌握特高拱坝实际的温度场分布情况及变形性态.

关键词：特高拱坝太阳辐射温度场变形性态晴空模型光线追踪算法预计算技术

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拱坝坝面太阳辐射强度计算

水利学报 2007年第12期38卷 1460-1465,1474页

作者：陈拯金峰王进廷清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084

本文基于三维拱坝有限元模型,建立了采用ASHRAE晴空模型,利用光线追踪算法准确计算周围地形和自身遮蔽的坝面太阳辐射计算框架。该方法能够准确计算拱坝坝面太阳辐射的不均匀分布,为温度场计算提供准确的边界条件。现场实拍照片与计算... 详细信息

本文基于三维拱坝有限元模型,建立了采用ASHRAE晴空模型,利用光线追踪算法准确计算周围地形和自身遮蔽的坝面太阳辐射计算框架。该方法能够准确计算拱坝坝面太阳辐射的不均匀分布,为温度场计算提供准确的边界条件。现场实拍照片与计算瞬时坝面辐射的比较,验证了光线追踪算法的准确性。冬季和夏季日平均太阳辐射计算结果表明,坝面太阳辐射分布随季节变化明显,以某工程为例,冬季左右岸差值可达100W/m2。考虑太阳辐射以后的计算温度场与实测值符合良好,证明该方法可用于工程实际。对计算结果的分析表明,拱坝的日平均太阳辐射主要是太阳直射辐射。坝面辐射分布主要由拱坝朝向决定,辐射强度由坝址纬度和朝向共同作用。

关键词：拱坝太阳辐射晴空模型光线追踪算法

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无线通信信道仿真及预测

吉林大学学报（信息科学版） 2021年第6期39卷 758-768页

作者：刘希嘉杨凯马云霞陈帆马妍瑞董颖吉林大学通信工程学院长春130012 吉林大学

随着无线通信不断发展,对无线通信信道仿真需求逐渐增加,为了解决无线通信信道仿真局限性低,准确度差等问题,采用硬软结合的无线通信信道仿真系统,使其具有适用性强,人机交互性好等特点。整体上将信号的传播损耗分为大尺度衰落和小尺度... 详细信息

随着无线通信不断发展,对无线通信信道仿真需求逐渐增加,为了解决无线通信信道仿真局限性低,准确度差等问题,采用硬软结合的无线通信信道仿真系统,使其具有适用性强,人机交互性好等特点。整体上将信号的传播损耗分为大尺度衰落和小尺度衰落。对于大尺度衰落采用晴空模型;使用多径预测模型模拟小尺度衰落。硬件部分采用FPGA(Field Programmable Gata Array)和DSP(Digital Signal Processing)搭建系统计算损耗。对于晴空模型使用FPGA计算视距传播、衍射、对流层、大气波导层和附加基本损耗;多径仿真模型使用FPGA+DSP的形式搭建抽头时延先的仿真系统。软件部分使用Qt编写上位机可视化界面,提供了用户输入入口和结果显示,并使用串口通信的方式传输模型的设定参数以及输出结果。经过实验测试和真实数据对比,系统能够较好地仿真不同环境下的无线信道,从而可以提高信道仿真的便捷性,并减小成本。

关键词：晴空模型多径仿真模型可视化界面硬软结合