科學(xué)家提出預(yù)測(cè)太陽(yáng)能數(shù)據(jù)新法

太陽(yáng)能研究者傳統(tǒng)上只利用單個(gè)住宅太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的功率測(cè)量值推測(cè)一個(gè)城市的發(fā)電量。但一個(gè)住宅的安裝情況并非一個(gè)城市的理想代表，因?yàn)橐惶斓牟煌瑫r(shí)間、太陽(yáng)能板的方向、樹(shù)和云投下的陰影都會(huì)影響發(fā)電量。要充分了解如何在不破壞發(fā)展中國(guó)家賴以生存的可靠電力供應(yīng)的前提下，將這種可再生能源整合到電網(wǎng)中，迫切需要從分布在整個(gè)城市的光伏系統(tǒng)中獲得數(shù)據(jù)。

澳大利亞國(guó)立大學(xué)和德國(guó)伊瑟市弗勞恩霍夫太陽(yáng)能系統(tǒng)研究所的工程師提供了一個(gè)可免費(fèi)獲取的控制質(zhì)量的調(diào)優(yōu)數(shù)據(jù)集，數(shù)據(jù)來(lái)自澳大利亞1287戶居民住宅的太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)安裝情況。該數(shù)據(jù)集5月28日發(fā)表在美國(guó)物理聯(lián)合會(huì)出版的《可再生和可持續(xù)能源雜志》上。該數(shù)據(jù)集作者Jamie Bright將其稱作是太陽(yáng)能研究者的“禮物”，“之前還沒(méi)有人拿出一份可以免費(fèi)獲取的涵蓋3個(gè)城市6個(gè)月測(cè)量值的數(shù)據(jù)集，這是一個(gè)很大的量”。

Bright解釋說(shuō)，此前研究人員為了收集功率值絞盡腦汁，還發(fā)明了在城市中移動(dòng)的云模型，“捏造”不同地點(diǎn)的光伏電力輸出。“這是第一次，人們可以輕而易舉地訪問(wèn)數(shù)據(jù)，進(jìn)行所需要的空間分析，以一種可控的方式管理太陽(yáng)能與電網(wǎng)的整合。”Bright說(shuō)。

在澳大利亞，近23%的居民家庭擁有光伏系統(tǒng)，這對(duì)于安全可靠地管理電網(wǎng)非常重要。例如，為了維持電器的建議電壓，保障電力供應(yīng)，電網(wǎng)操作人員需要對(duì)太陽(yáng)能波動(dòng)作出應(yīng)對(duì)和計(jì)劃。

通過(guò)訂閱公共網(wǎng)站pvoutput.org，Bright和同事得以獲取由光伏系統(tǒng)電力轉(zhuǎn)換器自動(dòng)記錄和提供的原始光伏電力數(shù)據(jù)。一名計(jì)算機(jī)程序員從網(wǎng)站上提取數(shù)據(jù)，并將其輸入工程師的數(shù)據(jù)庫(kù)中，從而收集了每個(gè)光伏系統(tǒng)的細(xì)節(jié)特征，比如大小和效率。利用這些元數(shù)據(jù)和衛(wèi)星圖像，他們對(duì)數(shù)據(jù)集進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制，并訓(xùn)練調(diào)優(yōu)算法清理所有的“不良數(shù)據(jù)”。

“我們的調(diào)優(yōu)程序是尋找陰影等所有潛在的系統(tǒng)性損失的方法，并將它們從數(shù)據(jù)集中刪除。不僅要?jiǎng)h除它們，還要將其縮小，使其具有代表性。”Bright說(shuō)。然后，可以將具有代表性的情況外推到更大的區(qū)域，與衛(wèi)星一起用于改進(jìn)太陽(yáng)能預(yù)報(bào)。

Bright說(shuō)：“我們已經(jīng)用這個(gè)數(shù)據(jù)集證明，實(shí)時(shí)報(bào)告光伏系統(tǒng)可以顯著改善預(yù)測(cè)情況。太陽(yáng)能預(yù)測(cè)公司正在把我們的方法應(yīng)用到實(shí)際的工業(yè)預(yù)測(cè)系統(tǒng)中。”

通過(guò)在每個(gè)處理階段為數(shù)據(jù)集提供代碼和指令，Bright希望能夠給其他研究人員提供一個(gè)良好的開(kāi)端。