统计学 > 应用
[提交于 2025年8月10日
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标题: 伊巴丹太阳能发电量预测:一种利用天气数据和系统规格的机器学习方法
标题: Forecasting solar power output in Ibadan: A machine learning approach leveraging weather data and system specifications
摘要: 本研究使用气象数据预测伊巴丹,尼日利亚的小时太阳辐照分量,全球水平辐照度(GHI)、直接法向辐照度(DNI)和散射水平辐照度(DHI),以预测太阳能输出。 预测过程采用两阶段方法:首先,仅使用天气变量(例如温度、湿度、风速)预测晴朗天空的辐照度值;其次,通过将预测的晴朗天空辐照度与天气变量和云类型相结合,预测实际(多云天空)辐照度值。 历史气象数据经过预处理,并用于训练随机森林、卷积神经网络(CNN)和长短期记忆(LSTM)模型,其中随机森林表现出最佳性能。 开发了年度和季节性预测模型,捕捉湿季和干季之间的变化。 年度随机森林模型的归一化均方根误差(nRMSE)值分别为DHI的0.22,DNI的0.33,GHI的0.19。 对于季节性预测,湿季的nRMSE值分别为DHI的0.27,DNI的0.50,GHI的0.27,而干季的nRMSE值分别为DHI的0.15,DNI的0.22,GHI的0.12。 预测的实际辐照度值结合太阳能系统规格(例如最大功率(Pmax)、开路电压(Voc)、短路电流(Isc)和交流功率(Pac))使用PVLib Python来估计最终的能源输出。 该方法为基于辐射计的测量提供了一种成本效益高的替代方案,增强了太阳能集成的电网稳定性,并支持离网和并网光伏系统的高效规划。
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