一种计算光伏电站地表辐照度空间分布的方法技术

本发明专利技术公开了一种计算光伏电站地表辐照度空间分布的方法，方法包括：建立天空图像‑辐照度映射模型；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；获取即刻天空图像，以计算得到各所述像素点对应的辐照度数值；即刻天空图像的各像素点对应的辐照度数值实际上也是该即刻天空图像对应的地表各区域的辐照度数值，可映射当前光伏电站地表各区域的辐照度分布情况，以此获取当前时刻各发电单元理论输出功率并预测未来光伏功率变化情况，从而调整光伏发电调度计划，减少因辐照度的随机变化而对发电稳定性产生的影响。

A method for calculating the spatial distribution of surface irradiance in photovoltaic power plants

【技术实现步骤摘要】
一种计算光伏电站地表辐照度空间分布的方法
本专利技术涉及光伏发电
，具体涉及一种计算光伏电站地表辐照度空间分布的方法。
技术介绍
太阳能光伏发电是目前最具发展前景的可再生能源之一，得到了世界各国的广泛关注和迅速发展。然而，太阳能是一种不可控能源，具有较大的随机性和波动性。在多云等非晴天环境中，由于云团运动会对太阳造成不同程度遮挡，致使光伏电站输出功率在分钟级时间尺度内呈快速随机波动趋势。而随着电网中光伏渗透率的逐步提高，这种呈波动的电力输出会造成发电和负荷侧的功率特性发生显著变化，从而对电网调度等方面带来较大影响。因此，根据光伏电站地表区域内各区域的辐照度的实时监测变得十分重要，尤其是达到分钟级超短期地表辐照度监测，有助于电力调度部门根据辐照度的实时变化来调整调度计划，减少因辐照度的随机变化而对发电稳定性产生的影响，降低运行成本，提高光伏电能质量，使光伏资源得到更好的利用，从而获得更好的经济效益。但是现阶段，对于地表各区域的辐照度的实时监测技术缺乏。
技术实现思路
本专利技术的主要目的是提供一种计算光伏本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n建立天空图像-辐照度映射模型；/n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，以及和所述不同时刻的天空图像对应的实测地表辐照度；/n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；/n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。/n

【技术特征摘要】
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。


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；
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。


3.一种如权利要求2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。


4.一种如权利要求2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。

【专利技术属性】
技术研发人员：甄钊，玄智铭，王飞，米增强，杨滢璇，
申请(专利权)人：华北电力大学，国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院，国家电网有限公司，中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11