[发明专利]一种基于空气质量指数的太阳辐射预测方法和装置

说明书

本发明提供一种基于空气质量指数的太阳辐射预测方法和装置，基于空气质量指数确定空气质量类型，并确定未来太阳总辐射预报值；将未来太阳总辐射预报值输入预先构建的空气质量类型对应的太阳辐射预测模型进行预测，得到未来太阳总辐射预测值，通过空气质量指数实现太阳总辐射的预测，得到的未来太阳总辐射预测值精度高。本发明通过空气质量指数分级表征空气质量类型，提高了空气质量类型的精确分级，在精确区分空气质量类型基础上建立适用于空气质量类型的太阳辐射预测模型，从而得到光伏电站所在区域更为准确的太阳辐射预测值，有助于提升光伏发电功率预测精度。

技术领域

本发明涉及光伏发电预测技术领域，具体涉及一种基于空气质量指数的太阳辐射预测方法和装置。

背景技术

光伏发电系统的输出功率具有随机性和波动性，大规模光伏电站的接入电网已对电网安全稳定和经济运行造成影响。对有助于电力调度部门能够提前根据光伏发电功率变化及时调整调度计划，保证电能质量，同时使得光伏资源得到充分的利用，从而获得更大的经济效益和社会效益，有必要对光伏电站的输出功率进行准确预测。

光伏发电系统的输出功率一般受外部气象因素和光伏发电系统自身特因素两方面的影响，其中受外部气象因素包括如太阳光辐射强度、辐射时长、温度等，光伏发电系统自身特性因素包括光伏电站位置、转换效率、安装角度等。近年来，随着大范围的雾霾/沙尘等污染事件连续多发，空气质量对于光伏发电系统的影响越来越受到重视。重大空气污染事情发生后，大气中的污染物质会对光伏发电系统的太阳辐射造成衰减，从而造成光伏发电系统的其输出功率不稳定且难以预测。

现有技术中太阳辐射预测主要依赖于数值天气预报模式以及数理统计方法，但是基于数值预报模式和历史的统计方法很难考虑雾霾、沙尘气溶胶等对太阳辐射衰减的影响，也无法反应空气质量类型变化，导致预测精度低。

发明内容

为了克服上述现有技术中预测精度低的不足，本发明提供一种基于空气质量指数的太阳辐射预测方法，包括：

基于空气质量指数确定空气质量类型，并确定未来太阳总辐射预报值；

将所述未来太阳总辐射预报值输入预先构建的空气质量类型对应的太阳辐射预测模型进行预测，得到未来太阳总辐射预测值。

所述基于空气质量指数确定空气质量类型，包括：

基于WRF-CHEM模式确定各空气污染物的未来浓度预报值，并基于确定的未来浓度预报值计算各空气污染物的空气质量分指数；

选取各空气污染物的空气质量分指数中的最大值作为空气质量指数；

基于空气质量指数确定空气质量类型。

所述太阳辐射预测模型的构建，包括：

基于各空气污染物的历史浓度实际值确定空气质量类型，并获取空气质量类型对应的历史太阳总辐射预报值；

将空气质量类型对应的历史太阳总辐射预报值设为输入数据，将历史太阳总辐射实际值设为输出数据；

采用局部加权回归散点平滑法对输入数据和输出数据进行拟合，得到不同空气质量类型下的太阳辐射预测模型。

所述基于各空气污染物的历史浓度实际值确定空气质量类型，包括：

获取各空气污染物的历史浓度实际值，并基于获取的历史浓度实际值计算各空气污染物的空气质量分指数；

选取各空气污染物的空气质量分指数中的最大值作为空气质量指数；

基于空气质量指数确定空气质量类型。

所述各空气污染物的空气质量分指数按下式计算：