一种基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法，主要包括：将发电场总辐射年总量数据数据进行标准化矩平处理；基于标准化矩平处理结果，将年总辐射变量场矩阵进行EOF分解；基于EOF分解结果，计算方差贡献率及累计方差贡献率；基于方差贡献率及累计方差贡献率计算结果，分析各主要特征向量的空间分布及时间系数。本发明所述基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法，可以克服现有技术中稳定性差、能量转换效率低和环保性差等缺陷，以实现稳定性好、能量转换效率高和环保性好的优点。
【专利说明】一种基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及针对光伏发电的太阳年总辐射分析领域，具体地，涉及一种基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法。
【背景技术】
[0002]根据相关统计，国家发改委已在青海、甘肃等省份规划了十余个百万千瓦级光伏发电基地，目前，我国已进入光伏发电高速发展时期。2012年全年国家电网调度范围光伏发电量35.68亿千瓦时，同比增长466%。
[0003]以甘肃为例，截至2013年11月，甘肃并网光伏发电容量已超过200万千瓦，成为既风电之后的第二大新兴能源。众所周知，光伏发电是通过太阳能电池板将太阳辐射的能量转化为电能，因此，对太阳辐射的时空特征进行分析有助于我国大型光伏发电基地的规划和发展，从而加快新能源对传统能源的替代步伐，在保障国家能源安全，促进节能减排，保护生存环境等方面具有重要意义。
[0004]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在稳定性差、能量转换效率低和环保性差等缺陷。
【发明内容】
[0005]本发明的目的在于，针对上述问题，提出一种基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法，以实现稳定性好、能量转换效率高和环保性好的优点。
[0006]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:一种基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法，主要包括:
[0007]a、将发电场总辐射年总量数据数据进行标准化矩平处理；
[0008]b、基于上述标准化矩平处理结果，将年总辐射变量场矩阵进行EOF分解；
[0009]C、基于上述EOF分解结果，计算方差贡献率及累计方差贡献率；
[0010]d、基于上述方差贡献率及累计方差贡献率计算结果，分析各主要特征向量的空间分布及时间系数。
[0011]进一步地,所述步骤a,具体包括:
[0012]将多个气象站的历史观测资料，作为辐射资源时空特性分析的依据，首先将总辐射年总量数据进行标准化矩平处理，步骤如下:
[0013]令
【权利要求】
1.一种基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法，其特征在于，主要包括: a、将发电场总辐射年总量数据数据进行标准化矩平处理； b、基于上述标准化矩平处理结果，将年总辐射变量场矩阵进行EOF分解； C、基于上述EOF分解结果，计算方差贡献率及累计方差贡献率； d、基于上述方差贡献率及累计方差贡献率计算结果，分析各主要特征向量的空间分布及时间系数。
2.根据权利要求1所述的基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法，其特征在于，所述步骤a，具体包括: 将多个气象站的历史观测资料，作为辐射资源时空特性分析的依据，首先将总辐射年总量数据进行标准化矩平处理，步骤如下: 令
3.根据权利要求2所述的基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法，其特征在于，所述步骤b，具体包括: 将观测资料构造为年总辐射变量场矩阵Xnxm,即:
4.根据权利要求3所述的基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法，其特征在于，所述步骤b，具体还包括: 作EOF展开，即将公式(1)分解成空间函数和时间函数两部分的乘积之和:
XnXm-VnXnTnXm (2); 在公式(2)中，V称为空间函数矩阵，T称为时间函数矩阵；Vnxn的每一列为矩阵的归一化特征向量，Xt为X的转置矩阵。矩阵Tnxm为特
m征向量权重系数，将Tnxm标准化，并记为F:
5.根据权利要求4所述的基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法，其特征在于，所述步骤C，具体包括: 根据正交性，应满足以下条件:
6.根据权利要求5所述的基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法，其特征在于，所述步骤C，具体还包括: 累积方差贡献率的显著性检验能够用North提出的计算特征值误差范围的方法。特征值Ai的误差范围为:
7.根据权利要求6所述的基于经验正交分解的年总辐射时空分布特征分析方法，其特征在于，所述步骤d，具体包括: 通过EOF分解，第一特征向量的方差贡献为28.8%，其相应的荷载场空间分布包括:甘肃的西北部、河西走廊中西部呈一致变化，西北部是荷载的高值区，而在甘肃的东南角和河西走廊的中东部，则表现出与甘肃西北部相反的变化特征。
【文档编号】G06F19/00GK103886180SQ201410064585
【公开日】2014年6月25日 申请日期:2014年2月25日 优先权日:2014年2月25日
【发明者】路亮, 汪宁渤, 周强, 王小勇, 黄蓉, 张金平, 张建美 申请人:国家电网公司, 国网甘肃省电力公司, 甘肃省电力公司风电技术中心