基于XGB算法及全天空成像儀圖像的超短期DNI預測
吸熱器是塔式太陽能熱發(fā)電站的中心設備,但云層短時間的遮擋和離開會使吸熱器接收的太陽直接輻射(DNI)發(fā)生隨機波動,造成吸熱器表面受熱發(fā)生劇烈變化,會影響塔式太陽能熱發(fā)電站的安全運行.本文提出了一種基于極值梯度提升(eXtreme Gradient Boosting,XGB)算法及全天空成像儀圖像的超短期DNI預測方法.通過使用基于太陽位置的全天空成像儀標定方法,完成全天空成像儀的姿態(tài)校正和畸變矯正;對晴空背景參數(shù)進行擬合并建立晴空庫,為云層的檢測提供基礎;通過對太陽及其臨近區(qū)域進行插值修復,使1 min內(nèi)的DNI預測成為可能;根據(jù)云的運動矢量,利用外推法得到未來云層可能會遮擋太陽的圖像點,并提取圖像特征,用于基于XGB算法的超短期DNI預測模型的訓練,利用訓練后的模型完成超短期DNI預測.
全天空成像儀,主要有兩部分組成
全天空成像儀,主要有兩部分組成,全天空成像儀報價,一部分是掃描式紅外成像儀(SIRIS-1),其結(jié)構由熱紅外測溫傳感器、地面溫濕度傳感器、水平和俯仰旋轉(zhuǎn)平臺和控制箱等組成,紅外測溫傳感器用于感應8~14 μm波段大氣向下紅外輻射,系統(tǒng)響應時間為120 ms,溫度分辨率為0.1℃。距離比S=34:1,系統(tǒng)結(jié)構如圖 1a所示(譚涌波等,2005;胡樹貞等,2012),另一部分為雙站可見光成像儀,采用一對相機置于水平和俯仰可旋轉(zhuǎn)的云臺中,EKO全天空成像儀報價,兩個云臺相距60 m,無遮擋全天空成像儀報價,圖像采集傳感器視場角為54°,圖像分辨率為44萬像素,低照度為0.1 LX。旋轉(zhuǎn)云臺采用一體化高速球機,球機旋轉(zhuǎn)角范圍,水平角為0°~360°,俯仰角為0°~93°,球機預置位重復精度小于0.05°。
天空成像儀是一種全自動的天空圖像獲取系統(tǒng)
天空成像儀是一種全自動的天空圖像獲取系統(tǒng),受到云和氣溶膠的阻擋的緣故,太陽輻射照射到地面強度顯著衰減,因此全天空成像儀對天空的云量分布提供了定量數(shù)據(jù),可以計算太陽的位置走向,分析潛在的遮光障礙物。它的使用可以提高太陽能監(jiān)測管理系統(tǒng)分析研究能力,可用于監(jiān)測天氣和云況變化、太陽能產(chǎn)能預報和光伏發(fā)電性能評估等,嵌入太陽能監(jiān)測系統(tǒng)可以極大增強區(qū)域太陽能資源研究和預測的能力。
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