光伏發(fā)電功率與氣象影響因子關(guān)聯(lián)關(guān)系的分析研究

【摘要】：可再生能源已成為我國應(yīng)對世界能源危機和經(jīng)濟發(fā)展新形勢的戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)。光伏發(fā)電作為可再生能源的重要組成部分近年來得到了快速發(fā)展，而大規(guī)模隨機波動光伏發(fā)電的并網(wǎng)必將對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定和調(diào)度運行產(chǎn)生不利影響。對光伏發(fā)電的輸出功率進行準(zhǔn)確預(yù)測，是打破規(guī)?；夥l(fā)電并網(wǎng)應(yīng)用瓶頸的有效措施。光伏發(fā)電功率受多元氣象因素的影響，其預(yù)測模型輸入變量選取的是否合理直接影響預(yù)測精度。目前，關(guān)于光伏發(fā)電氣象影響因子作用程度的定量研究很少，本文針對光伏發(fā)電功率與多元氣象影響因子之間的動態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系開展研究，為預(yù)測模型輸入變量的識別優(yōu)化與合理選取提供科學(xué)依據(jù)，具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。 本文在對比分析光伏發(fā)電功率與多元氣象影響因子變化規(guī)律的基礎(chǔ)上，給出了氣象影響因子作用程度強弱的科學(xué)表示。首先，針對不同的氣象因素，通過散點圖和相關(guān)系數(shù)對其與光伏發(fā)電功率的相關(guān)性進行了分析，并討論了不同天氣類型對相關(guān)性的影響。根據(jù)相關(guān)性的大小，確定輻照度、組件溫度、環(huán)境溫度和風(fēng)速為光伏發(fā)電功率的主氣象影響因子。在相關(guān)系數(shù)的基礎(chǔ)上，為了消除不同變量數(shù)值差異的影響，并考慮極值信息對關(guān)聯(lián)程度的作用，采用灰色關(guān)聯(lián)分析方法對氣象影響因子作用程度進行了趨勢分析。計算光伏發(fā)電功率與氣象影響因子的灰色關(guān)聯(lián)度和因子權(quán)重系數(shù)用以衡量它們之間的關(guān)聯(lián)程度，并對不同歸一化方法的計算結(jié)果進行了討論，指出0~1區(qū)間歸一化方法更適合。通過不同天氣類型下灰色關(guān)聯(lián)度和因子權(quán)重系數(shù)的對比，分析了氣象影響因子作用程度的變化趨勢。其次，由于光伏發(fā)電功率與氣象影響因子之間是多重耦合的非線性關(guān)系，利用線性的相關(guān)系數(shù)和灰色關(guān)聯(lián)度衡量氣象影響因子作用程度較難獲得滿意效果，為此，采用信息熵理論對光伏發(fā)電功率與氣象影響因子之間的動態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系進行量化研究。從信息損失的角度，定義了光伏發(fā)電功率與氣象影響因子的互信息，選擇等間距法近似計算其值，并對不同天氣類型下互信息值的大小進行了比較。從信息相對減少的角度，引入統(tǒng)計相關(guān)系數(shù)的概念，分析了光伏發(fā)電功率與氣象影響因子的相關(guān)性。利用互信息和統(tǒng)計相關(guān)系數(shù)給出了光伏發(fā)電功率與氣象影響因子動態(tài)關(guān)聯(lián)關(guān)系的科學(xué)度量，并根據(jù)不同數(shù)據(jù)源的歷史數(shù)據(jù)，驗證了量化研究的結(jié)果。最后，通過綜合對比，對相關(guān)分析、趨勢分析和量化研究三種不同方法進行了評價。 【關(guān)鍵詞】：光伏發(fā)電功率 氣象影響因子 關(guān)聯(lián)關(guān)系 灰色關(guān)聯(lián)分析 信息熵
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-16
• 1.1 課題研究的背景及意義10-13
• 1.1.1 課題研究的背景10-12
• 1.1.2 課題研究的意義12-13
• 1.2 課題研究的發(fā)展現(xiàn)狀及存在問題13-14
• 1.2.1 課題研究的發(fā)展現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 課題研究存在的問題14
• 1.3 本文主要工作14-16
• 第2章 光伏發(fā)電功率與氣象因素的相關(guān)分析16-25
• 2.1 光伏發(fā)電功率與氣象因素的相關(guān)性16-20
• 2.1.1 輻照度的影響16-17
• 2.1.2 組件溫度的影響17-18
• 2.1.3 環(huán)境溫度的影響18
• 2.1.4 風(fēng)速的影響18-19
• 2.1.5 其它氣象因素的影響19-20
• 2.2 天氣類型對不同氣象因素的影響20-23
• 2.3 光伏發(fā)電功率氣象影響因子的確定23
• 2.4 本章小結(jié)23-25
• 第3章 氣象影響因子作用程度的趨勢分析25-34
• 3.1 灰色關(guān)聯(lián)分析25-28
• 3.1.1 數(shù)據(jù)的歸一化處理25-27
• 3.1.2 關(guān)聯(lián)系數(shù)與灰色關(guān)聯(lián)度的計算27-28
• 3.2 基于灰色關(guān)聯(lián)度的氣象影響因子趨勢分析28-32
• 3.2.1 總體趨勢分析28-30
• 3.2.2 考慮天氣類型影響的趨勢分析30-32
• 3.3 灰色關(guān)聯(lián)分析的局限性32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 第4章 氣象影響因子作用程度的量化研究34-49
• 4.1 信息熵34-39
• 4.1.1 信息熵的概念34-35
• 4.1.2 離散互信息的定義35-36
• 4.1.3 離散互信息的近似計算方法36-39
• 4.2 氣象影響因子作用程度強弱的表示39-42
• 4.2.1 光伏發(fā)電功率與氣象影響因子的互信息39-40
• 4.2.2 天氣類型對氣象影響因子作用程度的影響40-42
• 4.3 光伏發(fā)電功率與氣象影響因子的統(tǒng)計相關(guān)性42-45
• 4.3.1 統(tǒng)計相關(guān)系數(shù)42-43
• 4.3.2 統(tǒng)計相關(guān)性分析43-45
• 4.4 不同數(shù)據(jù)的量化研究結(jié)果驗證45-46
• 4.5 三種分析研究方法的對比46-48
• 4.6 本章小結(jié)48-49
• 第5章 結(jié)論及展望49-51
• 5.1 結(jié)論49
• 5.2 展望49-51
• 參考文獻51-54
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及其它成果54-55
• 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研工作55-56
• 致謝56

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