[发明专利]一种全天空云图的太阳光斑修复方法

说明书

技术领域

本发明属于光伏功率预测技术领域，具体涉及一种全天空云图的太阳光斑修复方法。

背景技术

由于光伏发电输出功率具有随机性和波动性，对电网安全稳定和经济运行造成影响。对光伏电站的输出功率进行准确预测，能为电力调度提供重要的决策支持，能够统筹安排常规电源和光伏发电的协调配合，有效的降低电力系统运行成本，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。但是光伏发电系统的输出功率很大程度上决定于光伏面板所能接收到的太阳辐射量，其中对太阳辐射量影响较大的是具有较大随机性的云，云对太阳照成遮挡时会使太阳辐射量产生极大的衰减，从而造成光伏电站的发电功率不稳定且难以预测。由于雾霾、气溶胶的影响，太阳光发生散射，偶尔会在地基云图上形成一个太阳光斑的成像，对云图的色彩信息会有所改变，而且在雾霾天气下由于低能见度使得云点与非云点的差别有所减弱，进一步加大了准确提取云团的难度，从而造成云点和非云点的误判，进而给基于地基云图的光伏预测模型带来了很大的预测误差。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供一种全天空云图的太阳光斑修复方法，该方法具有很好的普适性，能够很好的对全天空云图的太阳光斑进行修复。

为了实现上述发明目的，本发明采取如下技术方案：

本发明提供一种全天空云图的太阳光斑修复方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1：对全天空云图的太阳光斑进行定位；

步骤2：通过计算太阳光斑阈值因子，将太阳光斑去除；

步骤3：利用双线性插值法对太阳光斑对应的区域进行修复。

所述步骤1包括以下步骤：

步骤1-1：计算太阳高度角；

步骤1-2：计算太阳方位角；

步骤1-3：确定太阳光斑在全天空云图中的位置。

所述步骤1-1中，太阳高度角用α_s表示，具体有：

其中，为全天空成像仪的纬度，其根据全天空成像仪安装的基础信息获得；ω为太阳时角，其等于离正午的小时数乘以15°；δ为太阳赤纬角，其根据Cooper方程近似计算，具体有：

δ=23.45×sin[360×284+n265]---(2)]]>

其中，n为一年中的日期序号。

所述步骤1-2中，太阳方位角用γ_s表示，具体有：

γs=arcsin[cosδ×sinωcosαs]---(3)]]>

其中，γ_s为太阳高度角，δ为太阳赤纬角，ω为太阳时角。

所述步骤1-3中，全天空云图任一像素点用I(x,y)表示，全天空云图圆面的成像半径和成像圆心分别为R和O(x₀,y₀)，太阳光斑S在全天空云图中的位置坐标为(x_s,y_s)，具体为：