光伏电站大数据应用之光伏照数据选址篇

前言
如今社会已经进入了一个信息时代，发达的网络互联，云存储，超级计算机技术，是大范围收集数据，存储数据与深度利用处理数据变成了可能。德国工业4.0中明确指出，通过在生产环节的数据信息化，并进行相关的分析处理，指导生产，形成闭环。同样，在现在能源生产过程中逐步实现互联网化，信息化的大环境下，收集分析整理数据并指导能源的生产，分配与消费上形成了潜在的大产业。针对光伏电站来说，在设计，安装，生产，调试过程中，分分秒秒都在产生大量的数据。如何分析利用这些数据，如何让存在的数据随着不同的积累形成一个自我创造价值的闭环体系，是现有能源互联网需要积极思考和应用的关键。挖掘大数据，是一项繁琐却有意义的事情，今天兔子君就拿光伏电站其中的天气辐照数据举例，看看能源互联的前提下，这个数据是如何得到充分利用的

光辐照数据是指落在光伏电站区域的连续光照资源。一般分总辐照，直接辐照和散射辐照。在平时数据分析时，往往还涉及到组件方向上的辐照。
光辐照度在电站中的应用是十分重要的，前期电站选址，需要光伏照数据做评估。电站运行过程中涉及到光功率预测。后期电站运维和后评估，需要通过光照数据进行kpi考核和发电量运行状态分析。由于单点或者一个时间点的数据随机性很大，因此光辐照数据在实际应用中涉及到很多大数据的分析。

本期主要对前期选址和发电量评估中的光伏照数据分析进行介绍，后续兔子会对光功率预测等环节涉及到的数据分析做讲解。

Q如何利用光伏照数据进行前期电站选址？

兔子对于电站开发者来讲，前期的天气数据至关重要，开发者需要了解本地的辐照度，结合当地的气温数据就可以按照大致的配置估算出系统的发电量。 然而，想要了解到一个地区的年平均辐照小时数，并对电站开发设计形成指导，光靠一年两年的数据是不够的，那么多久的辐照数据算是合理呢？ 兔子君请大家看下面的图表：

图表代表的是在50年气象数据的数据库里，随即选取一定年限大小的气象数据进行数据统计分析，发现如果将与50年平均气象数据的误差控制在5%以内的话，至少需要10年以上的数据。当只选取一年或者两年的数据是，样本的随机性比较大。不适合做估算。误差分析

Q那么前期的气象数据源主要有哪些，他们各自又有什么区别和联系呢？

兔子通过对卫星气象云图的亮度处理分析，可以计算出一个地方的辐照强度。只要是卫星云图覆盖的区域并且图片像素点允许，均可以对辐照值进行分析。 最直接准确的还是地面气象站的观 测，但是地面气象站主要覆盖某个点，不像气象卫星，可以覆盖整个区域。为了获取气象站覆盖面积以外的气象数据，一般需要做相关的推演或者降尺度计算。 最终的气象数据是根据已有的数据进行推演，并且采用实际测量数据修正后的结果。

光伏照数据源
最常见的气象数据来源主要来自卫星，或者地面电站观测

了解了以上主要数据来源，就不难理解现在主流的气象数据产品的主要构成了。那么现在做前期气象数据主要应用到哪些气象数据源呢？ 现在普遍最常见的，对外免费开放的数据是NASA对过去22年的一个平均统计数据，该数据一般的分辨率为120 km x 120 km. 因此可以反映一个地区大致的气候条件，但是仍旧存在误差。 同时，付费的数据还有SolarGis，3tier，meteonorm等等。兔子君曾经也看过一些很好的分析几个数据源的文章。关于准确性，兔子君不想做太多的评论，单独针对某个地点的数据比较有一定的参考意义，但是不具有代表性。比如说现在很多关于国内的气象数据主要应用欧洲meteosat卫星，或者是日本的气象卫星。这些卫星并非完全覆盖所有的中国国土领域。在不同的数据点不过其实各家的数据源均是来自自己的一些数据渠道， 而且由于气象卫星对不同的地点存在一定的拍摄偏角，因此同一家数据在不同的地点准确定也是不同的。

Q了解到以上几点，如何找到相对准确的光辐照数据进行发电量数据模拟？

兔子根据与已经知道的气象数据信息，结合相应的光功率模型，可以完成对电站的光功率输出的模拟。比如PVsyst中集成了NASA和meteonorm7的数据可供选择，那么前期一般如何选择气象数据呢？ 一般情况下，在获取了相应地点信息，比如坐标，海拔等，便可以寻找相应的数据。在国家标准里(GB 50797-2012)，明确要求了，在一个地区建设光伏电站，需要至少10年的数据佐证进行可行性研究。
一般如果项目地址直接有地面电战的标准实际测量数据，就可以直接拿来使用。然而，如果没有实际测量数据，兔子君见到过的相对准确的办法是选取离项目地址最接近的气象站数据，同时对手中有的气象数据进行比较性分析，明显偏差很大的去掉，其他的可以根据本身的置信程度进行数据处理，比如，平均，加权平均，或者直接选取比较后最接近的数据点。 这里兔子君友情指出，在pvsyst中也可以自己创建气象数据库，这里的气象数据主要是每个月的平均值再进行推演。同时，一般数据源所得的气象数据均为水平面上的光辐照数据，在进行光伏电站相关计算时一般需要有关pvsyst的模拟。兔子君会在后面的话题里给大家详细讲解。

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