本发明专利技术公开了一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测系统及方法，数据收集模块将监测点位置的辐照、地基云图等信息传递给存储模块以备查询及后期处理使用，数据处理模块从存储模块取出所需数据进行初步处理后，将数据传入数据预测模块，预测模块处理后，将时间轴及空间域的预测结果在数据查询模块可视化显示。本发明专利技术提供的一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测系统及方法，较好地预测多云天气下云层运动造成的光伏系统微时空区域内辐照波动情况，对光伏系统储能计划及调度协调有一定参考价值和意义。参考价值和意义。参考价值和意义。
【技术实现步骤摘要】
一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测系统及方法
[0001]本专利技术涉及一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测系统及方法，属于光伏电站预测
技术介绍
[0002]随着光伏并网量快速增长，光伏出力本身具有的随机波动性给电网运行带来了巨大挑战，尤其是数十分钟内由于云层运动所导致的辐照大幅度下降问题，近年来引起业内重视。
[0003]针对此问题，相关学者通过对全天空地基云图提取的特征数据进行处理分析，从而预测未来辐照波动情况；目前的研究中多是利用基于单个监测点，预测未来云层对理想晴空辐照的衰减系数，从而得出地基云图采集仪监测区域内的时间轴的未来辐照波动情况。
[0004]此类方法中，由于云图边缘存在畸变，有效预测区域受限严重，且由于未考虑到光伏系统的整体区域性，实际应用性不足。
[0005]因此，为了解决以上技术问题，本领域技术人员急需要提出一个超短期微时空辐照预测系统。
技术实现思路
[0006]目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测系统及方法，对云层造成光伏系统时间域与空间域上的太阳辐照衰减影响进行有效量化预测。
[0007]技术方案：为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：
[0008]第一方面，一种面向光伏系统的超短期时空辐照预测系统，包括如下模块：数据收集模块，数据处理模块和数据预测模块。
[0009]所述数据收集模块，用于采集各监测点位置的温度、湿度，水平面总辐照和地基云图图像数据。
[0010]所述数据处理模块，用于根据前n个时刻的水平面总辐照通过Ineichen晴空辐照模型计算得到前n个时刻的晴空指数序列K。对同一时刻不同监测点的地基云图图像数据进行拼接重建处理得到光伏电站区域上空的云层分布图。根据光伏电站区域上空的云层分布图和日地位置关系得到光伏电站上空的云层遮挡阴影分布图。根据光伏电站区域上空的当前时刻云层遮挡阴影分布图与上一时刻云层遮挡阴影分布图通过稠密光流法计算得到当前时刻云层运动速度。通过对当前时刻光伏电站区域上空的云层分布图进行阈值分割，得到当前时刻光伏电站区域上空的天空像素与云层像素分布图和云量占比cp。以监测点位置为起点，按照当前时刻云层运动速度矢量的反方向在当前时刻天空像素与云层像素分布图上划分n个等大小的正方形网格，网格边长为当前云层运动速度的每分钟像素数，提取各正方形网格中云层像素数占各正方形网格面积的比例，得到监测点未来n个时刻的云量特征
值CI。
[0011]所述数据预测模块，用于将监测点当前时刻温度T、湿度H、未来n个时刻的云量特征值CI和前n个时刻的晴空指数序列K和云量占比cp输入神经网络得到未来n个时刻的晴空指数序列。将未来n个时刻的晴空指数序列输入Ineichen晴空辐照模型计算得到监测点未来n个时刻的水平面总辐照。获取所有监测点的未来n个时刻的水平面总辐照，对所有监测点的未来n个时刻的水平面总辐照进行插值法处理，得到光伏电站区域未来n个时刻的辐照分布热力图。
[0012]作为优选方案，还包括数据存储模块，数据存储模块用于以SOCKET协议与数据收集模块和数据预测模块进行通讯传输，采用MySQL数据库结构存储原始采集数据与预测数据；数据处理模块与数据查询模块通过SQL语句进行数据的调用。
[0013]作为优选方案，还包括数据查询模块，数据查询模块用于以浏览器web网页的形式进行环境参数、辐照、云图数据的历史和当前数据列表，时间轴变化的辐照曲线图，以及光伏系统区域的辐照分布强度图的展示。
[0014]第二方面，一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测方法，包括如下步骤：
[0015]获取监测点前n个时刻的水平面总辐照，根据前n个时刻的水平面总辐照通过Ineichen晴空辐照模型计算得到前n个时刻的晴空指数序列K。
[0016]获取同一时刻不同监测点的地基云图图像数据，对同一时刻不同监测点的地基云图图像数据进行拼接重建处理得到光伏电站区域上空的云层分布图。
[0017]根据光伏电站区域上空的云层分布图和日地位置关系得到光伏电站上空的云层遮挡阴影分布图。
[0018]根据光伏电站区域上空的当前时刻云层遮挡阴影分布图与上一时刻云层遮挡阴影分布图通过稠密光流法计算得到当前时刻云层运动速度。
[0019]通过对当前时刻光伏电站区域上空的云层分布图进行阈值分割，得到当前时刻光伏电站区域上空的天空像素与云层像素分布图和云量占比cp。
[0020]以监测点位置为起点，按照当前时刻云层运动速度矢量的反方向在当前时刻天空像素与云层像素分布图上划分n个等大小的正方形网格，网格边长为当前云层运动速度的每分钟像素数，提取各正方形网格中云层像素数占各正方形网格面积的比例，得到监测点未来n个时刻的云量特征值CI。
[0021]将监测点当前时刻温度T、湿度H、未来n个时刻的云量特征值CI和前n个时刻的晴空指数序列K和云量占比cp输入神经网络得到未来n个时刻的晴空指数序列。
[0022]将未来n个时刻的晴空指数序列输入Ineichen晴空辐照模型计算得到监测点未来n个时刻的水平面总辐照。
[0023]重复以上步骤，得到所有监测点的未来n个时刻的水平面总辐照，对所有监测点的未来n个时刻的水平面总辐照进行插值法处理，得到光伏电站区域未来n个时刻的辐照分布热力图。
[0024]作为优选方案，所述插值法采用克里金插值法。
[0025]作为优选方案，所述n取5。
[0026]作为优选方案，监测点水平面总辐照采集频率为1次/分钟，地基云图图像采集频率为1张/分钟。
[0027]有益效果：本专利技术提供的一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测系统及方法，考虑了真实天空条件，能较好地预测多云天气下云层运动造成的光伏系统微时空区域在极短时间内辐照衰减情况，对光伏系统储能计划及调度协调有一定参考价值和意义。
附图说明
[0028]图1是本专利技术第一种实施例提供的一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测系统结构图。
[0029]图2是本专利技术第二种实施例提供的一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测方法流程图。
[0030]图3是本专利技术实施例提供的云层速度计算方法示意图。
[0031]图4是本专利技术实施例提供的天空云量评估和未来时刻云量占比示意图。
[0032]图5是本专利技术实施例提供的时间序列上云量计算结果图。
[0033]图6是本专利技术实施例提供的时间序列上地面单节点辐照预测结果与实际值的对比图。
[0034]图7是本专利技术实施例提供的数据存储模块数据条目示意图。
[0035]图8是本专利技术实施例提供的系统可视化数据平台。
具体实施方式
[0036]下面结合具体实施例对本专利技术作更进一步的说明。
[0037]为使得本专利技术的专利技术目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测系统，其特征在于：包括如下模块：数据收集模块，数据处理模块和数据预测模块；所述数据收集模块，用于采集各监测点位置的温度、湿度，水平面总辐照和地基云图图像数据；所述数据处理模块，用于根据前n个时刻的水平面总辐照通过Ineichen晴空辐照模型计算得到前n个时刻的晴空指数序列K；对同一时刻不同监测点的地基云图图像数据进行拼接重建处理得到光伏电站区域上空的云层分布图；根据光伏电站区域上空的云层分布图和日地位置关系得到光伏电站上空的云层遮挡阴影分布图；根据光伏电站区域上空的当前时刻云层遮挡阴影分布图与上一时刻云层遮挡阴影分布图通过稠密光流法计算得到当前时刻云层运动速度；通过对当前时刻光伏电站区域上空的云层分布图进行阈值分割，得到当前时刻光伏电站区域上空的天空像素与云层像素分布图和云量占比cp；以监测点位置为起点，按照当前时刻云层运动速度矢量的反方向在当前时刻天空像素与云层像素分布图上划分n个等大小的正方形网格，网格边长为当前云层运动速度的每分钟像素数，提取各正方形网格中云层像素数占各正方形网格面积的比例，得到监测点未来n个时刻的云量特征值CI；所述数据预测模块，用于将监测点当前时刻温度T、湿度H、未来n个时刻的云量特征值CI和前n个时刻的晴空指数序列K和云量占比cp输入神经网络得到未来n个时刻的晴空指数序列；将未来n个时刻的晴空指数序列输入Ineichen晴空辐照模型计算得到监测点未来n个时刻的水平面总辐照；获取所有监测点的未来n个时刻的水平面总辐照，对所有监测点的未来n个时刻的水平面总辐照进行插值法处理，得到光伏电站区域未来n个时刻的辐照分布热力图。2.根据权利要求1所述的一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测系统，其特征在于：还包括数据存储模块，数据存储模块用于以SOCKET协议与数据收集模块和数据预测模块进行通讯传输，采用MySQL数据库结构存储原始采集数据与预测数据；数据处理模块与数据查询模块通过SQL语句进行数据的调用。3.根据权利要求2所述的一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测系统，其特征在于：还包括数据查询模块，数据查询模块用于以浏览器web网页的...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈天鹏，王磊，张臻，庄曙东，张起源，谢鹏，
申请(专利权)人：中国电力科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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