(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210840027.6 (22)申请日 2022.07.15 (71)申请人 河海大学 地址 211100 江苏省南京市江宁区佛城西 路8号 申请人 中国电力科 学研究院有限公司 (72)发明人 陈天鹏　王磊　张臻　庄曙东　 张起源　谢鹏　 (74)专利代理 机构 南京纵横知识产权代理有限 公司 32224 专利代理师 母秋松 (51)Int.Cl. G06Q 10/06(2012.01) G06Q 10/04(2012.01) G06Q 50/06(2012.01)G06F 16/25(2019.01) (54)发明名称 一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预 测系统及方法 (57)摘要 本发明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。 权利要求书2页 说明书7页 附图4页 CN 115392632 A 2022.11.25 CN 115392632 A 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M ySQL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。 4.一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测方法， 其特 征在于： 包括如下步骤： 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； 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； 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；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115392632 A 2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； 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； 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。 5.根据权利要求4所述的一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测方法， 其特征在 于： 所述插值法采用克 里金插值法。 6.根据权利要求4所述的一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测方法， 其特征在 于： 所述n取5。 7.根据权利要求4所述的一种面向光伏系统的超短期微时空辐照预测方法， 其特征在 于： 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。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115392632 A 3