[发明专利]通过天空图像-辐照度模型预测地表辐照度的方法及系统

说明书

本发明公开了一种通过天空图像‑辐照度模型预测地表辐照度的方法和系统，本发明提出的方法包括如下步骤：建立地表辐照度预测模型，并利用历史天空图像提取特征以所述地表辐照度预测模型进行训练；获取彼此间隔第一预设时间段的多张当前天空图像；将所述当前天空图像进行矫正处理以得到矫正当前天空图像；进行云团位移矢量计算方法获取相邻天空图像之间云团位移矢量；获取针对每幅当前天空图像的后第二预设时间端之内将要遮挡太阳部分的云团信息；获取第一平均RGB值以及第一距离值；因天空成像仪所用的反射镜面为鱼眼凸面镜，故拍摄的天空图像存在一定的畸变；通过矫正处理后能够提升第一平均RGB值以及第一距离值的精准度。

技术领域

本发明涉及光伏发电技术领域，具体涉及通过天空图像-辐照度模型预测地表辐照度的方法及系统。

背景技术

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，对光伏功率的预测，尤其是分钟级超短期光伏功率预测，其预测精准度的提升会更好协调电力系统制定发电计划，减少光伏发电的随机化问题对电力系统的影响。

而对光伏功率的预测实际上取决于对地表辐照度的预测，现有的地表辐照度预测通常是通过气象部门的天气预报数据来进行，相对而言比较简单，预测精度低。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种通过天空图像-辐照度模型预测地表辐照度的方法及系统，旨在解决现有的地表辐照度预测通常是通过气象部门的天气预报数据来进行，相对而言比较简单，预测精度低。

为实现上述目的，本发明提供一种通过天空图像-辐照度模型预测地表辐照度的方法，包括如下步骤：

建立地表辐照度预测模型，并利用历史天空图像对所述地表辐照度预测模型进行训练；

获取彼此间隔第一预设时间段的多张当前天空图像；

将所述当前天空图像进行矫正处理以得到矫正当前天空图像；

获取现在的所述矫正当前天空图像之后的第二预设时间段内的各张所述矫正当前天空图像中遮住太阳位置的第一云团在现在的所述矫正当前天空图像上的第一平均RGB值以及所述第一云团在现在的所述矫正当前天空图像上至所述太阳位置的第一距离值；

预测未来所述第二预设时间段内云团位移矢量；

根据当前天空图像，获取未来所述第二预设时间段内各所述第一预设时间段的将遮挡太阳的区域部分；将所述区域部分的所述第一平均RGB值和第一距离值作为所述地表辐照度预测模型的输入变量，以得到未来时刻预测辐照度值。

优选的，所述建立地表辐照度预测模型，并利用历史天空图像对所述地表辐照度预测模型进行训练，包括：

建立地表辐照度预测模型；

获取彼此间隔所述第一预设时间段的多张历史天空图像；

将所述历史天空图像进行矫正处理以得到矫正历史天空图像；

获取任一张所述矫正历史天空图像之后的所述第二预设时间段内的各张所述矫正历史天空图像中的第二云团遮住太阳位置时的地表辐照度值、所述第二云团在任一张所述矫正历史天空图像上的第二平均RGB值以及所述第二云团在任一张所述矫正历史天空图像上至所述太阳位置的第二距离值；