一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法及系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法，包括以下步驟：步驟S100，通過微氣象采集裝置采集和處理實時天氣數(shù)據(jù)并對其進(jìn)行存儲，并將實時天氣數(shù)據(jù)定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心，并在數(shù)據(jù)服務(wù)中心中形成歷史天氣數(shù)據(jù)；步驟S200，通過數(shù)據(jù)服務(wù)中心收集和處理未來的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)；步驟S300，將步驟S100中的歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理和多元回歸數(shù)據(jù)分析，得出未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率，再結(jié)合步驟S200中得到的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，得出未來日的太陽輻射強度。本發(fā)明的一種基于微氣象數(shù)據(jù)分布式的太陽能輻射預(yù)測方法，能夠比較準(zhǔn)確的預(yù)測出未來日的太陽能輻射強度。
【專利說明】一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法及系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種太陽能輻射預(yù)測方法及系統(tǒng)，具體的涉及一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法及系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]全球分布式光伏發(fā)電站建設(shè)如火如荼，國內(nèi)更是高歌猛進(jìn)。伴隨分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)對配電網(wǎng)滲透率日益提升，其對配電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)運行及電能質(zhì)量所產(chǎn)生的負(fù)面影響越來越大，已成為迫切需要解決的問題。由于太陽能光伏發(fā)電輸出功率具有不可調(diào)度、間歇性、隨機波動性特征，目前，光伏發(fā)電功率預(yù)測技術(shù)在國內(nèi)外仍處于探索、研究階段，沒有公認(rèn)的成熟技術(shù)和產(chǎn)品，不能準(zhǔn)確的預(yù)測太陽輻射的強度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法及系統(tǒng)，能夠比較準(zhǔn)確的預(yù)測出未來日的太陽能輻射強度。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題的技術(shù)方案如下:一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法，包括以下步驟:
[0005]步驟S100，通過微氣象采集裝置采集和處理實時天氣數(shù)據(jù)并對采集的實時天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并將實時天氣數(shù)據(jù)定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心，并在數(shù)據(jù)服務(wù)中心中形成過去一年的歷史天氣數(shù)據(jù)；
[0006]步驟S200，通過數(shù)據(jù)服務(wù)中心收集和處理未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)；
[0007]步驟S300，將步驟SlOO中的歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理和多元回歸數(shù)據(jù)分析，得出未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率，再結(jié)合步驟S200中得到的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，得出未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度。
[0008]在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。
[0009]進(jìn)一步，在所述步驟S300中，將步驟SlOO中的歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理和多元回歸數(shù)據(jù)分析，得出未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率的方法包括以下步驟，
[0010]步驟S301，將取得的歷史天氣數(shù)據(jù)按晴天、雨天、陰天這3種天氣情況進(jìn)行分類；
[0011]步驟S302，將經(jīng)過分類的歷史天氣數(shù)據(jù)中的日照率根據(jù)歷史天氣數(shù)據(jù)中的大氣濕度進(jìn)行從小到大的排列；
[0012]步驟S303，分別對晴天、雨天、陰天中，根據(jù)歷史天氣數(shù)據(jù)中的大氣濕度進(jìn)行從小到大的排列的歷史天氣數(shù)據(jù)中的日照率通過最小二乘法計算原理進(jìn)行多元回歸處理，取得太陽日照率的計算公式，所述太陽日照率的計算公式為y = al*x~3+a2*x~2+a3*x+a4，其中，al、a2、a3和a4為通過多元回歸算法得出來的太陽日照率計算公式的系數(shù)，x為未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中預(yù)設(shè)日的大氣濕度減去歷史天氣數(shù)據(jù)中的最小濕度后除以5后的值，y為太陽日照率。[0013]進(jìn)一步，在所述步驟S300中，結(jié)合步驟S200中的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，得出未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度的方法為，
[0014]步驟S304，通過被太陽照射物件的安裝角度、高度、方位和照射時間，以及大氣透過率計算出單位時間內(nèi)所對應(yīng)的太陽日照量；
[0015]步驟S305，通過步驟S200中的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中的大氣濕度以及天氣情況和步驟S300取得的對應(yīng)的太陽日照率計算出未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度，所述未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度=傾斜面日照量*日照率+水平面日照量。
[0016]進(jìn)一步，在所述步驟SlOO中，若所述微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)為正確的數(shù)據(jù)，則所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心向微氣象采集裝置返回正確的數(shù)據(jù)接收指令后從微氣象采集裝置的數(shù)據(jù)庫中清除數(shù)據(jù)服務(wù)中心定時提取的實時天氣數(shù)據(jù)。
[0017]進(jìn)一步，在所述步驟SlOO中，若所述微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)為空數(shù)據(jù)，則所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心向所述微氣象采集裝置發(fā)送微氣象裝置運行狀況確認(rèn)信號，并判斷微氣象采集裝置的運行情況和數(shù)據(jù)通信情況。
[0018]進(jìn)一步，在所述步驟SlOO中，若所述微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)為錯誤數(shù)據(jù)，則所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心向所述微氣象采集裝置發(fā)送自檢請求，所述微氣象采集裝置接收到自檢請求后，先對自身進(jìn)行檢查，然后把檢查結(jié)果返回到所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心。
[0019]進(jìn)一步，通過微氣象采集裝置處理實時天氣數(shù)據(jù)的過程包括分析、整理實時天氣數(shù)據(jù)并剔除錯誤和不需要的實時天氣數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)服務(wù)中心處理未來的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)的過程包括分析、整理未來的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)并剔除不需要的未來的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)。
[0020]進(jìn)一步，還包括步驟S400，所述步驟S400為將所述未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽能輻射預(yù)測結(jié)果和未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的實際天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行精確度對比，并進(jìn)行太陽日照率的計算公式中的固定值系數(shù)調(diào)整。
[0021]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明的一種基于微氣象數(shù)據(jù)分布式的太陽能輻射預(yù)測方法，能夠比較準(zhǔn)確的預(yù)測出未來日的太陽能輻射強度，對于有效降低儲能成本、提高光伏發(fā)電電能質(zhì)量及可調(diào)度性，對電網(wǎng)的友好性均具有重大現(xiàn)實意義。
[0022]基于上述一種基于微氣象數(shù)據(jù)分布式的太陽能輻射預(yù)測方法，本發(fā)明還提供一種基于微氣象數(shù)據(jù)分布式的太陽能輻射預(yù)測系統(tǒng)。
[0023]一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測系統(tǒng)，包括微氣象采集裝置和數(shù)據(jù)服務(wù)中心，微氣象采集裝置與所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心相連，
[0024]所述微氣象采集裝置用于采集和處理實時天氣數(shù)據(jù)并對采集的實時天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并將實時天氣數(shù)據(jù)定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心；
[0025]所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心將微氣象采集裝置傳遞過來的實時天氣數(shù)據(jù)形成過去一年的歷史天氣數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心還用于從氣象臺收集和處理未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心還用于對歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理和多元回歸數(shù)據(jù)分析，得出未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率，并結(jié)合得到的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，得出未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度。
[0026]進(jìn)一步，所述太陽日照率的計算公式為y = al*x~3+a2*x~2+a3*x+a4,其中，al、a2、a3和a4為通過多元回歸算法得出來的太陽日照率計算公式的系數(shù)，x為未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中預(yù)設(shè)時刻的大氣濕度減去歷史天氣數(shù)據(jù)中的最小濕度后除以5后的值，y為太陽日照率；
[0027]所述太陽輻射強度=傾斜面日照量*日照率+水平面日照量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法流程圖。
[0029]圖2為本發(fā)明一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0030]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0031]如圖1所示，本實施例為一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法，包括以下內(nèi)容，
[0032]S100，采集實時天氣數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析整理、剔除錯誤和不需要的實時天氣數(shù)據(jù)后存儲在微氣象采集裝置中，并定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心，并在數(shù)據(jù)服務(wù)中心中形成歷史天氣數(shù)據(jù)；所述歷史天氣數(shù)據(jù)為過去一年的天氣數(shù)據(jù)；從取得的實時天氣數(shù)據(jù)里面剔除的數(shù)據(jù)為除日期，時間，天氣情況，氣溫，降雨量，溫度，濕度，日照時間，日射量以外的數(shù)據(jù)，然后修正這些保留下來的數(shù)據(jù)里面的微小錯誤數(shù)據(jù)，比如天氣情況為雨，雪等但是降雨，降雪量為O的數(shù)據(jù)，這個數(shù)據(jù)歸納為陰天數(shù)據(jù)；初略的判斷一下收集的數(shù)據(jù)剔除因為微氣象采集裝置問題造成的錯誤數(shù)據(jù)，如該時間點內(nèi)收集的大部分?jǐn)?shù)據(jù)為0，或者日照時間超過最大值等；最后把采集到的數(shù)據(jù)分為三類，并存放到數(shù)據(jù)庫中，三類數(shù)據(jù)分別為，一、晴:特指當(dāng)時天氣情況為晴天；二、陰天:包含多陰天，陰；三、雨:為一、二以外的天氣情況(包含陣雨，大雨，中雨，小雨，雪等所有降雨，降雪量大于O的數(shù)據(jù))。
[0033]S200，收集未來的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析整理、剔除不必要的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)。
[0034]對未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，剔除氣溫，濕度，天氣情況(晴，雨，多陰天等)以外的數(shù)據(jù)，并將收集到的數(shù)據(jù)分為三類，并存放到數(shù)據(jù)庫中，三類數(shù)據(jù)分別為，一、晴:特指當(dāng)時天氣情況為晴天；二、陰天:包含多陰天，陰；三、雨:為一、二以外的天氣情況(包含陣雨，大雨，中雨，小雨，雪等所有降雨，降雪量大于O的數(shù)據(jù))。
[0035]S300，將SlOO中的歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理和多元回歸數(shù)據(jù)分析，得出未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率，再結(jié)合S200中得到的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，得出未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度；將步驟SlOO中的歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理和多元回歸數(shù)據(jù)分析，得出未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率的方法包括以下步驟，
[0036]步驟S301，將取得的歷史天氣數(shù)據(jù)按晴天、雨天、陰天這3中天氣情況進(jìn)行分類；
[0037]步驟S302，將經(jīng)過分類的歷史天氣數(shù)據(jù)中的日照率根據(jù)歷史天氣數(shù)據(jù)中的大氣濕度進(jìn)行從小到大的排列；
[0038]步驟S303，分別對晴天、雨天、陰天中，根據(jù)歷史天氣數(shù)據(jù)中的大氣濕度進(jìn)行從小到大的排列的歷史天氣數(shù)據(jù)中的日照率通過最小二乘法計算原理(最小二乘法是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)，通過最小化誤差的平方和尋找數(shù)據(jù)的最佳函數(shù)匹配，利用最小二乘法可以簡便地求得未知的數(shù)據(jù)，并使得這些求得的數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)之間誤差的平方和為最小。)進(jìn)行多元回歸處理(運算數(shù)據(jù)為歷史天氣數(shù)據(jù)的大氣濕度和日照率)，取得一個3次多項式的計算公式y(tǒng) = al*x~3+a2*x~2+a3*x+a4,此計算公式即為太陽日照率計算公式,其中，al、a2、a3和a4為通過多元回歸算法得出來的太陽日照率計算公式的系數(shù)，x為未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中預(yù)設(shè)日的大氣濕度減去歷史天氣數(shù)據(jù)中的最小濕度后除以5后的值，y為太陽日照率。最小濕度的設(shè)定方法為:因為在用多元回歸方法推算計算公式的過程中，首先對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分類，分為晴天數(shù)據(jù)，陰天數(shù)據(jù)以及雨天數(shù)據(jù)，然后根據(jù)數(shù)據(jù)里面的大氣濕度進(jìn)行從大到小進(jìn)行排序，從第一個數(shù)據(jù)開始查找，取第一能被5整除的大氣濕度，如果在所有的大氣濕度數(shù)據(jù)中，小于等于第一個被5整除的大氣濕度的數(shù)據(jù)的條數(shù)在10條或10條以上，則設(shè)定這個大氣濕度為最小濕度，例如，第一個能被5整除數(shù)據(jù)的大氣濕度為35，那么在所有大氣濕度數(shù)據(jù)里，大氣濕度數(shù)據(jù)小于等于35的數(shù)據(jù)在10條或者10條以上，設(shè)定這個大氣濕度35為最小濕度，否則繼續(xù)往下查找，直到第一個符合上述條件的數(shù)據(jù)出現(xiàn)，則設(shè)定該數(shù)據(jù)的大氣濕度為最小濕度。X設(shè)定原因為:因為在進(jìn)行多元回歸計算的過程中，我們對于濕度的設(shè)定是一 5濕度單位為一個刻度，取5濕度單位里面日照率平均值為該單位最大濕度所對應(yīng)的日照率來進(jìn)行推理的，如:40濕度單位-45濕度單位的日照率平均值為0.725，則設(shè)定45濕度單位對應(yīng)的日照率平均值為0.725然后進(jìn)行多元回歸計算。
[0039]結(jié)合數(shù)據(jù)服務(wù)中心中的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，得出未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度的方法為:首先通過被太陽照射物件的安裝角度、高度、方位和照射時間(以分鐘為單位)，以及大氣透過率計算出單位時間內(nèi)所對應(yīng)的太陽日照量(傾斜面日照量+水平面日照量，計算結(jié)果對應(yīng)的日照率為I，這一模塊在計算方法里面稱為日照量計算模塊)，然后通過數(shù)據(jù)服務(wù)中心中的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中的大氣濕度，以及天氣情況(晴、雨、陰天)和步驟S300中取得的對應(yīng)的太陽日照率計算出未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度，所述未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度=傾斜面日射量*日照率+水平面日射量。
[0040]步驟S400，將所述未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽能輻射預(yù)測結(jié)果和未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的實際天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行精確度對比，并進(jìn)行太陽日照率的計算公式中的固定值系數(shù)調(diào)整。
[0041]在微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)的過程中，若所述微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)為正確的數(shù)據(jù)時，則所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心向微氣象采集裝置返回正確的數(shù)據(jù)接收指令后從微氣象采集裝置的數(shù)據(jù)庫中清除數(shù)據(jù)服務(wù)中心定時提取的實時天氣數(shù)據(jù)。若所述微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)為空數(shù)據(jù)時，則所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心向所述微氣象采集裝置發(fā)送微氣象裝置運行狀況確認(rèn)信號，并判斷微氣象采集裝置的運行情況和數(shù)據(jù)通信情況。若所述微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)為錯誤數(shù)據(jù)時，則所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心向所述微氣象采集裝置發(fā)送自檢請求，所述微氣象采集裝置接收到自檢請求后，先對自身進(jìn)行檢查，然后把檢查結(jié)果返回到所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心。
[0042]本實施例一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法能夠比較準(zhǔn)確的預(yù)測出未來日的太陽能輻射強度，從而為分布式光伏發(fā)電控制系統(tǒng)提供決策依據(jù)，實現(xiàn)自適應(yīng)功率調(diào)節(jié)與動態(tài)能量管理，對于有效降低儲能成本、提高光伏發(fā)電電能質(zhì)量及可調(diào)度性，對電網(wǎng)的友好性均具有重大現(xiàn)實意義。[0043]圖2為本實施例一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測系統(tǒng)，包括微氣象采集裝置和數(shù)據(jù)服務(wù)中心，所述微氣象采集裝置內(nèi)設(shè)有微氣象采集裝置數(shù)據(jù)庫，所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心中設(shè)有數(shù)據(jù)服務(wù)中心數(shù)據(jù)庫，微氣象采集裝置與所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心相連，
[0044]所述微氣象采集裝置用于采集實時天氣數(shù)據(jù)，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析整理、剔除錯誤和不需要的實時天氣數(shù)據(jù)后存儲在微氣象采集裝置數(shù)據(jù)庫中，并定時從微氣象采集裝置數(shù)據(jù)庫中提取實時天氣數(shù)據(jù)發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心；
[0045]所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心將微氣象采集裝置傳遞過來的實時天氣數(shù)據(jù)存儲在數(shù)據(jù)服務(wù)中心數(shù)據(jù)庫中形成過去一年的歷史天氣數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心還用于從氣象臺收集未來的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析整理、剔除不必要的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心還用于對數(shù)據(jù)服務(wù)中心數(shù)據(jù)庫中的歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理和多元回歸數(shù)據(jù)分析，得出未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率，并結(jié)合得到的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，得出未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度。所述太陽日照率的計算公式為Y = al*x~3+a2*x~2+a3*x+a4,其中，al、a2、a3和a4為通過多元回歸算法得出來的太陽日照率計算公式的系數(shù)，X為未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中預(yù)設(shè)日的大氣濕度減去歷史天氣數(shù)據(jù)中的最小濕度后除以5后的值，y為太陽日照率；所述未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度=傾斜面日照量*日照率+水平面日照量。
[0046]在數(shù)據(jù)服務(wù)中心中，對數(shù)據(jù)服務(wù)中心的數(shù)據(jù)庫中的歷史天氣數(shù)據(jù)(歷史天氣數(shù)據(jù)為過去一年的天氣數(shù)據(jù))進(jìn)行歸納整理和多元回歸數(shù)據(jù)分析，得出未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率的計算公式，并將得出未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率的計算公式存儲在數(shù)據(jù)服務(wù)中心的數(shù)據(jù)庫中，所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心再從數(shù)據(jù)服務(wù)中心的數(shù)據(jù)庫中提取歷史數(shù)據(jù)和未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率的計算公式，再結(jié)合數(shù)據(jù)服務(wù)中心中得到的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，得出未來日的太陽輻射強度；數(shù)據(jù)服務(wù)中心將天陽能輻射預(yù)測結(jié)果發(fā)送給用戶。
[0047]在微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)的過程中，若所述微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)為正確的數(shù)據(jù)時，則所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心向微氣象采集裝置返回正確的數(shù)據(jù)接收指令后從微氣象采集裝置的數(shù)據(jù)庫中清除數(shù)據(jù)服務(wù)中心定時提取的實時天氣數(shù)據(jù)。若所述微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)為空數(shù)據(jù)時，則所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心向所述微氣象采集裝置發(fā)送微氣象裝置運行狀況確認(rèn)信號，并判斷微氣象采集裝置的運行情況和數(shù)據(jù)通信情況。若所述微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)為錯誤數(shù)據(jù)時，則所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心向所述微氣象采集裝置發(fā)送自檢請求，所述微氣象采集裝置接收到自檢請求后，先對自身進(jìn)行檢查，然后把檢查結(jié)果返回到所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心。在數(shù)據(jù)服務(wù)中心判斷微氣象采集裝置出現(xiàn)問題后，會發(fā)送收集到的微氣象裝置的錯誤信息給數(shù)據(jù)監(jiān)控管理人員，讓維修人員對微氣象采集裝置進(jìn)行維修或者更換。
[0048]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法，其特征在于:包括以下步驟: 步驟S100，通過微氣象采集裝置采集和處理實時天氣數(shù)據(jù)，并對采集的實時天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，將實時天氣數(shù)據(jù)定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心，并在數(shù)據(jù)服務(wù)中心中形成過去一年的歷史天氣數(shù)據(jù)； 步驟S200，通過數(shù)據(jù)服務(wù)中心收集和處理未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)； 步驟S300，將步驟SlOO中的歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理和多元回歸數(shù)據(jù)分析，得出未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率，再結(jié)合步驟S200中得到的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，得出未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法，其特征在于:在所述步驟S300中，將步驟SlOO中的歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理和多元回歸數(shù)據(jù)分析，得出未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率的方法包括以下步驟， 步驟S301，將取得的歷史天氣數(shù)據(jù)按晴天、雨天、陰天這3種天氣情況進(jìn)行分類； 步驟S302，將經(jīng)過分類的歷史天氣數(shù)據(jù)中的日照率根據(jù)歷史天氣數(shù)據(jù)中的大氣濕度進(jìn)行從小到大的排列； 步驟S303，分別對晴天、雨天、陰天中，根據(jù)歷史天氣數(shù)據(jù)中的大氣濕度進(jìn)行從小到大的排列的歷史天氣數(shù)據(jù)中的日照率通過最小二乘法計算原理進(jìn)行多元回歸處理，取得太陽日照率的計算公式，所述太陽日照率的計算公式為y = al*x~3+a2*x~2+a3*x+a4,其中，al、a2、a3和a4為通過多元回歸算法得出來的太陽日照率計算公式的系數(shù)，x為未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中預(yù)設(shè)日的大氣濕度減去歷史天氣數(shù)據(jù)中的最小濕度后除以5后的值，y為太陽日照率。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法，其特征在于:在所述步驟S300中，結(jié)合步驟S200中的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，得出未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度的方法為， 步驟S304，通過被太陽照射物件的安裝角度、高度、方位和照射時間，以及大氣透過率計算出單位時間內(nèi)所對應(yīng)的太陽日照量； 步驟S305，通過步驟S200中的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中的大氣濕度以及天氣情況和步驟S300取得的對應(yīng)的太陽日照率計算出未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度，所述未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度=傾斜面日照量*日照率+水平面日照量。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法，其特征在于:在所述步驟SlOO中，若所述微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)為正確的數(shù)據(jù)，則所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心向微氣象采集裝置返回正確的數(shù)據(jù)接收指令后從微氣象采集裝置的數(shù)據(jù)庫中清除數(shù)據(jù)服務(wù)中心定時提取的實時天氣數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法，其特征在于:在所述步驟SlOO中，若所述微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)為空數(shù)據(jù)，則所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心向所述微氣象采集裝置發(fā)送微氣象裝置運行狀況確認(rèn)信號，并判斷微氣象采集裝置的運行情況和數(shù)據(jù)通信情況。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法，其特征在于:在所述步驟SlOO中，若所述微氣象采集裝置定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心的實時天氣數(shù)據(jù)為錯誤數(shù)據(jù)，則所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心向所述微氣象采集裝置發(fā)送自檢請求，所述微氣象采集裝置接收到自檢請求后，先對自身進(jìn)行檢查，然后把檢查結(jié)果返回到所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法，其特征在于:通過微氣象采集裝置處理實時天氣數(shù)據(jù)的過程包括分析、整理實時天氣數(shù)據(jù)并剔除錯誤和不需要的實時天氣數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)服務(wù)中心處理未來的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)的過程包括分析、整理未來的天氣預(yù)報數(shù)據(jù)并剔除不需要的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至3任一項所述的一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測方法，其特征在于:還包括步驟S400，所述步驟S400為將所述未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽能輻射預(yù)測結(jié)果和未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的實際天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行精確度對比，并進(jìn)行太陽日照率的計算公式中的固定值系數(shù)調(diào)整。
9.一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于:包括微氣象采集裝置和數(shù)據(jù)服務(wù)中心，微氣象采集裝置與所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心相連， 所述微氣象采集裝置用于采集和處理實時天氣數(shù)據(jù)并對采集的實時天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲，并將實時天氣數(shù)據(jù)定時發(fā)送給數(shù)據(jù)服務(wù)中心； 所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心將微氣象采集裝置傳遞過來的實時天氣數(shù)據(jù)形成過去一年的歷史天氣數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心還用于從氣象臺收集和處理未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)服務(wù)中心還用于對歷史天氣數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納整理和多元回歸數(shù)據(jù)分析，得出未來一年內(nèi)每一旬的大氣透過率和每個月的晴天、陰天和雨天對應(yīng)的太陽日照率，并結(jié)合得到的未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)，得出未來一年內(nèi)預(yù)設(shè)日的太陽輻射強度。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種基于微氣象數(shù)據(jù)的分布式太陽能輻射預(yù)測系統(tǒng)，其特征在于:所述太陽日照率的計算公式為Y = &1朽~3+32朽~2+33朽+34,其中，31、32、33和a4為通過多元回歸算法得出來的太陽日照率計算公式的系數(shù)，X為未來天氣預(yù)報數(shù)據(jù)中預(yù)設(shè)日的大氣濕度減去歷史天氣數(shù)據(jù)中的最小濕度后除以5后的值，y為太陽日照率； 所述太陽輻射強度=傾斜面日照量*日照率+水平面日照量。
【文檔編號】G06Q50/06GK103984991SQ201410197960
【公開日】2014年8月13日 申請日期:2014年5月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月12日
【發(fā)明者】崔小武, 徐海波, 石自力, 李德華, 甘杰, 楊晗, 黃媛, 李麓, 劉偉, 尾崎哲男 申請人:武漢東日科技有限公司