分布式光伏发电特性与气象影响因子诊断分析

为了实现光伏电站并入电网后能够安全稳定运行以及农村电力系统发电计划的制定,光伏电站发电功率的准确预测是必不可少的。通过采集沈阳地区分布式光伏电站2014年10月至2016年9月发电功率与气象现场测试数据,利用Pearson相关性分析方法对光伏发电功率与同期气象影响因子进行了相关性分析:太阳辐射量、日照时数和日最高气温与光伏综合出力相关性最高,相关系数分别为0.902,0.782,0.364;在此基础上分析这3种气象因子在不同季节下与光伏发电功率的相关程度:夏季太阳辐射量和日照时数与发电功率相关程度最高,分别为0.972和0.641,秋季日最高气温与发电发电功率相关程度最高,相关性为0.382。在不同季节的基础上分析了不同天气类型下(晴、阴/多云、多云/晴、阴雨、多云、晴/霾和雪/多云)发电功率的扰动程度:不同季节、不同天气类型下日发电功率曲线均呈现正态分布,其中晴天发电功率扰动最小、阴雨天气发电功率扰动最大,晴天、多云、多云/晴、阴云、阴雨天的四季平均标准偏差分别为1.44,2.81,3.12,3.36,3.51,晴/霾和雪天的标准偏差均为1.91。将太阳辐射量、日照时数和日最高气温作为输入,建立不同季节不同天气类型发电功率多元线性回归模型,对2016年10月发电功率进行预测,试验结果表明:预测误差均小于20%,满足电网要求,发电功率的准确预测可以更好地实现农村电网的管理和调度。     

甘肃河西地区太阳能资源空间分布特征

探明甘肃省河西地区的太阳能资源状况,为其利用提供参考,基于河西地区的3个太阳辐射站1993～2013年的辐射资料及13个气象站1961～2010年的年尺度和月尺度日照资料,采用空间分析、Mann-Kendall非参数检验等方法对太阳辐射、日照时数和日照百分率进行时空变化分析。结果表明:敦煌、酒泉、民勤的年太阳总辐射为5 302～6 672兆焦/(平方米·年),属于太阳能资源较丰富地区。河西地区全年日照总时数在2 956～3 241小时,5～8月日照时数最多,12月至次年2月最少,季节变化与太阳总辐射相同,太阳能资源表现为自西北向东南逐级递减的空间分布特征。整个河西有4个站点的日照时数出现显著上升趋势,2个站点有显著下降趋势,其他站点变化趋势不显著。河西地区太阳辐射相对稳定,变化幅度不大。     

安徽省太阳辐射能资源的时空分布特征与可利用潜力评估

为了明确安徽省太阳能资源的时空分布特征与可利用潜力,基于安徽省20个气象站台1970—2020逐日日照时数数据,以亳州、合肥和黄山作为安徽的代表站点,分析安徽省太阳辐射能的时空变化及可利用潜力。结果表明：安徽省太阳辐射空间分布呈北多南少,太阳辐射量近51年来呈下降趋势。皖北地区太阳辐射量最大、波动也较大,皖中以及皖南太阳辐射量在一定范围内波动。各代表站点太阳辐射量具有11年左右周期变化,与太阳活动周期具有一致性。安徽省总体处于太阳能资源丰富区,利用期较长,日照稳定。安徽省屋顶可装光伏电池面积为1 277.51 km²,集中于安徽省中部及北部,占全省面积的0.9%,发电潜力约为2.05×10¹⁴kJ。     

基于地形分布式模拟的四川省太阳能资源评估

利用四川省气象站常规观测数据和1∶25万数字高程(DEM)数据,根据地形因子(坡度和坡向)建立太阳辐射分布式模型,计算实际地形下的四川省太阳总辐射时空分布情况;评估分析了能体现太阳能资源的稳定度、资源丰富度、可利用价值等指标.结果表明:四川省复杂地形下的太阳总辐射多年平均年总量为1 800~7 200 MJ/m~2,盆地内与高原山地上总辐射值差异较大;总辐射冬季较小,夏季较大,在1981-2010年间降低5%;四川省太阳能资源自西向东规律分布,在太阳能资源稳定且丰富,可利用日数较长,具有开发利用价值的四川省攀西和三州(阿坝州、甘孜州、凉山州)地区可合理利用太阳能资源,在交通不便地区安装小型分布式发电设施;四川省高原和山地以东的盆地地区太阳能资源较差,但仍存在少量太阳能资源丰富地区,有适用中小型分布式发电设施的可能.     

临夏地区太阳能资源特征分析及评估

利用临夏地区6个站点1968—2013年逐日日照时数、月日照百分率数据,根据太阳辐射气候学公式,基于天文辐射的方法计算各站逐日、月、季节、年总太阳辐射,综合分析出临夏地区太阳辐射的年、季节变化特征,依据2014年中华人民共和国新国标《GB/T31155—2014太阳能资源等级总辐射》《GB/T 31155—2014太阳能资源测量总辐射》标准,对临夏地区太阳能资源进行评估。结果表明:临夏地区太阳总辐射为5 157.3~6 161.2 MJ/m~2,属于太阳能资源较丰富地区,整体趋势从中部向四周扩散,逐步减小,北部大于南部;最有利的使用季节为夏季和春季;可利用天数最少月份为11月至次年1月;太阳能利用率潜力最大值在广河县,最小在和政县南部阴湿高寒区域、积石山县西部和康乐县南部;太阳能资源很稳定,开发利用价值很高。     

柴达木光伏发电地区逐时太阳辐射预报方法研究

本文利用2005～2009年柴达木盆地10个气象站的日照、地面温度等常规气象资料以及刚察和格尔木的辐射资料,分析了柴达木盆地影响太阳能光伏发电高影响天气的环流形势与影响系统。从天气学和统计学方面进行了研究,探索出了实用的预报指标和预报方法,建立了柴达木盆地太阳能光伏地区逐时太阳辐射动态预报方法和预报服务系统。     

近60年桂西北喀斯特地区气候与参考腾发量变化及成因分析

根据桂西北喀斯特地区7个国家气象站1951-2011年逐月气象资料,采用Penman-Monteith公式计算逐月参考腾发量(ET0),分析各气象因子及ET0的年际变化特征,并计算ET0对太阳净辐射、气温、风速和相对湿度的敏感系数,探讨ET0近60年的变化成因。结果表明:桂西北地区气温呈小幅升高趋势,温度增长量变化范围为0.004-0.186℃/10a,60年平均气温上升范围为0.024-1.116℃;日照时数、风速及相对湿度呈极显著减少趋势,降雨量减少趋势不显著。敏感性分析表明,桂西北地区ET0最敏感的气象因素为相对湿度,其次为太阳净辐射和气温,风速对其影响最小;气温和太阳辐射的敏感系数呈单峰型分布,夏季较大,风速敏感系数呈单谷型分布,夏季较小,相对湿度敏感系数在雨季较小;桂西北地区日照时数和风速的减少对ET0的负贡献率分别为-3.49%和-1.51%,气温的升高和相对湿度的减少对ET0的正贡献率分别为1.36%和3.36%,负贡献大于正贡献,导致ET0下降。研究阐明了日照时数和风速的减少是引起桂西北ET0变化的主要原因。     

西宁地区近50年太阳能资源评估分析

对西宁市市区、湟中、湟源、大通4个站1960-2009年日照时数以及对日照有影响的云量、水汽压等资料,分别应用线性倾向估计和相关系数计算进行统计分析,并通过t检验法检验。结果表明:西宁地区日照时数呈明显的下降趋势,1960-2009年4站气候变化率分别为每10年-81.3h、-254.4h、-21.9h和-15.5h。与60年代相比,00年代西宁地区的平均日照时数减少了486.3h,相当于每日的日照时数减少了1.4h。分析发现云量是决定日照时数变化的重要因子之一。太阳能总辐射年曝辐量为5180-6337MJ/m2,也呈一个弱的下降趋势,其变化特征与日照时数的变化特征相一致,但减少率只有1.2%,太阳辐射年曝辐量较稳定。根据太阳能资源丰富程度等级评估标准,西宁属于资源很丰富地区,有很好的利用价值。     

贵州潜在蒸散时空变化特征及对气象因子敏感性（英文）

[目的]探究贵州省潜在蒸散变化及对气象因子敏感性,为该地区水资源评价、农业水利研究以及气候变化研究提供重要的参考指标。[方法]通过计算1961年至2010年逐日潜在蒸散分析了贵州省潜在蒸散时空分布特征,并通过相关分析贵州区域潜在蒸散对气象因子敏感性。[结果]贵州省潜在蒸散总体分布特征为西南部高于东北部地区,西部高于东部地区,季节上夏季>春季>秋季>冬季。贵州大部分站点潜在蒸散量都呈现明显下降趋势,影响贵州省潜在蒸散变化的主要气象因子依次为日照时数、日最高温度和日相对湿度。[结论]日平均气温变化不是影响贵州潜在蒸散量变化的主导因子,日照时数、日最高温度和日相对湿度等因子的影响更为重要。     

丘陵红壤区花生地与西瓜地土壤温度特征及气象因素影响

土壤温度对于土壤一系列的物理、化学以及生物化学过程有重要作用,其变化特征及气象因素影响对改善红壤地区生态环境,提高土地利用率具有重要意义。在田间试验基础上,分析气温、降水、风速、相对湿度和日照时数等气象因子与不同土壤深度(10,20,40,80,100 cm)下的土壤温度的相关关系。结果表明:(1)土壤温度变化随土壤深度的增加趋于平缓;(2)不同作物地土壤温度在根系以上部分存在一定差异;(3)影响土壤温度的气象因子按影响程度排列分别为:日照时数、降水量、气温、水汽压、相对湿度、风速;(4)与土温相关关系显著的气温、水汽压、降水量、相对湿度和日照时数作为自变量来构建关于不同土层深度土温的多元线性回归方程,其决定系数均高于0.93。     

西藏日喀则市太阳能资源时空分布特征及资源潜力评估

为了解日喀则市光能资源时空分布特征,利用光能资源,因地制宜合理布局农业结构,提高农作物产量。本研究采用日喀则市1985—2014 年7 个气象站的逐日日照时数、日照百分率、最高温度和日喀则太阳辐射实测资料（2010—2014 年）,用总辐射推算模型公式估算全市太阳年总辐射,分析了日喀则市近30 年来太阳能资源的时空变化特征及潜力。结果表明：日喀则市大部属于太阳能资源丰富区,定日、江孜、日喀则和拉孜的日照时数长、太阳总辐射强,属于资源最丰富区;南木林、聂拉木和帕里属于资源很丰富区;近30 年来日喀则市年总辐射和年均日照时数呈下降趋势,日照时数下降趋势较前者明显;7 个气象站近30 年日照时数大于6 h 的天数为263~327 天,大部分站点在290 天以上;日喀则市南部边缘一带太阳能资源较稳定,西部及沿江一带资源稳定。总之,太阳能资源较为稳定的区域,总辐射最高、日照时间最长。     

海口晚稻生育期气象因子变化特征及其对晚稻产量的影响

为探究海口晚稻生育期气象因子变化规律,提供晚稻生产理论指导,以海口市1988—2012年晚稻单产和生育期降水量、平均风速、最大风速、平均气温、日最高气温、日最低气温、平均相对湿度、日照时数为研究对象,应用Morlet小波分析、Mann-Kendall突变检验、线性趋势分析、相关性分析探讨逐日气象因子变化特征及其对晚稻气象产量的影响。结果表明,最大风速和平均风速呈显著上升趋势,日照时数、平均相对湿度呈显著下降趋势,其他气象因子均无明显变化趋势。降水量、平均风速、最大风速、平均气温、日最高气温、日最低气温、平均相对湿度、日照时数突变点分别出现在2007年、2011年、2009年、2008年、2009年、2009年、2001年、1993年。小波分析结果表明,在较小时间尺度上周期振荡剧烈,时间尺度越大,周期振荡越平稳,规律越明显。     

基于云模型的甘肃省参考作物蒸散量变化特征及影响因子

为了深入认识甘肃省参考作物蒸散量(ET0)的变化特征,解决该地区水资源供需矛盾,利用甘肃省29个气象测站1951~2013年的日气象资料分析甘肃地区ET0年、季的时间变化趋势.依靠处理定性概念与定量描述不确定转换的云模型,对ET0时间变化特征和影响ET0的气象因子进行了分析,同时采用通径分析方法,对影响ET0变化的气象因子进行了探讨.结果表明:河西半干旱区、陇中半干旱区、陇东半湿润区、陇南湿润区4个分区ET0在近63a均表现为持续性的上下波动.ET0在时间尺度上分布较为均匀、稳定.季节分布呈现出夏季春季秋季冬季的分布态势.离散性方面秋、冬季最均匀,夏季最不均匀;稳定性则是冬、春季好于夏、秋季.年际变化来看,平均气温对ET0的直接作用最大,平均相对湿度和日照时数对ET0的间接作用最大.不同季节气象因子分析表明,春、秋、冬3个季节对ET0直接作用最强的气象因子为平均气温,夏季对ET0直接作用最强的气象因子为平均相对湿度;间接作用显示,春、秋季对ET0间接作用最强的气象因子为平均相对湿度,夏、冬季则分别为日照时数和平均气温.     

四川省气候干湿变化的特征及其影响因子

为四川农业区划及生产应用提供科学依据,选择1980-2016年四川省32个气象站点逐日气象数据资料,采用Penman-Monteith模型计算各站点参考作物蒸散量和地表湿润指数(SWI),并运用气候倾向率、敏感性系数、气象因子敏感系数贡献率与Arcgis空间插值等方法分析SWI,研究四川省气候的干湿变化特征及其影响因子。结果表明:四川气候总体呈干旱化趋势,东部与南部干旱趋势较大,其余地区均呈湿润趋势;SWI相对1980s、1990s、2000s和2010s4个年代际呈先逐渐变湿润再逐渐变干旱的过程,其季节差异较大,冬春季呈季节性干旱;敏感性最高的气象因子是日照时数,其次是相对湿度;对SWI贡献率最大的气象因子是相对湿度,其次是日照时数。     

基于多元统计分析的光伏发电量预测

受光照强度和环境温度等气象条件的影响,光伏发电系统的输出功率具有不确定性,其发电量具有随机性,不利于电网计划部门安排常规发电与其协调运行和检修安排,因此需要对光伏发电系统的发电量进行预测。本研究应用多元统计学,分析影响光伏发电量的气象因素,通过因子分析和聚类分析完成主成分的提取和相似月份的归类,采用逐步分析法,获知光伏发电量主要受降水量、相对湿度以及总辐射量的影响,得知发电量与其相互依存关系。采用时间序列分析法建立含季节因子的ARIMA模型进行预测,结果表明该模型预测精度较高,且预测误差相对稳定。     

宽甸县蒸发量变化趋势及影响因子

本文利用宽甸气象站1978-2017年的气象资料,对宽甸县近40年蒸发量的变化趋势及其影响因子进行分析。结果表明:近40年宽甸县的年均蒸发量具有明显的下降趋势,蒸发量在夏季的下降趋势最明显;春夏两季的蒸发量较多,占全年蒸发量的70%;蒸发量与平均气温、平均风速和日照时数呈正相关关系,与平均相对湿度、降水量和总云量呈负相关关系;日照时数和相对湿度是影响春季蒸发量的主要因子;日照时数、相对湿度和总云量是影响夏秋季蒸发量变化的主要因子;温度为影响冬季蒸发量的主要因子;冬季总云量较少。     

巢湖地区土壤相对湿度气象预测模型研究

[目的]描述气象影响因子与土壤相对湿度的关系,预测巢湖地区逐旬10～100 cm土壤相对湿度,定量评估土壤旱涝情况.[方法]通过分析巢湖地区各层土壤相对湿度逐月分布特征,讨论各气象影响因子与土壤相对湿度的相关关系,并分别基于多元线性回归和BP神经网络方法建立预测模型.[结果]气象因子和土壤相对湿度存在相关关系,相关系数从大到小分别为蒸发量、气温、日照时数、相对湿度和降水量.随着土层的深入,两者的相关系数和显著程度呈下降趋势.[结论]2种方法均能较好地预测出巢湖地区各层土壤相对湿度逐旬动态变化,可为了解巢湖地区籼稻主生长周期内的土壤相对湿度变化提供依据,为该地区作物旱涝评估提供参考.     

基于空间插值技术的西藏日照时数时空变化特征及其影响因素

为开发利用西藏地区太阳能资源,分析气候变化对日照时数的影响,本文运用多种相似系数评价空间插值模型,进而选用最优模型研究西藏日照时数的空间分布特征,并结合1971—2015年西藏及其周围地区共52个气象站点的日照时数,分析西藏日照时数的时间变化特征。结果表明:普通克里金(球面函数模型)的插值算法能较好地模拟西藏日照时数。西藏日照时数总体由东向西、由南向北呈现逐渐增加的变化趋势。西藏的年日照时数呈现下降趋势,异常年份主要出现在20世纪80年代。根据地形特征,对西藏喜马拉雅高山区、藏东高山深谷区、藏南山原湖盆谷地区和藏北高原区4个地区的日照时数研究表明,藏东高山深谷区的年日照时数有微弱的上升趋势,其余3个地区都呈下降趋势。这4个地区日照时数的季节变化为:春季藏北高原区的日照时数呈上升趋势;夏季4个地区日照时数都呈下降趋势;秋季除藏北高原区以外日照时数都呈上升趋势;冬季4个地区日照时数都呈上升趋势。通过分析4种气象因素对日照时数的影响,结果表明降水量的影响最大。     

陇东地区日照变化特征及其影响分析

为充分利用陇东地区日照资源发展当地生态农业、开发利用太阳能源及建设宜居城镇提供理论依据,利用有代表性的西峰区、崆峒区及环县的气象资料分析该地区日照时数的年际变化特征,并利用Mann-Kendall法对日照时数的突变进行了检验。结果表明,陇东地区日照时数变化呈减少趋势,减少速率为崆峒区西峰区环县,崆峒区的日照时数减少最为明显,但各地的日照时数减少速率均小于全国平均值。各地日照时数的年季变化各具特点,近10年年日照时数均偏少,夏季、秋季、冬季亦偏少。各地的日照时数突变期不尽相同,崆峒区发生了2次明显的突变,突变时间最早,西峰区突变时间最迟。总体来看,陇东地区日照资源较为丰富,有利于太阳能的开发利用、提高农作物光合作用效能、发展特色农业及生态环境建设。在农业产业发展规划中要因地制宜,结合作物生长的光特性,适当引种,合理布局,充分提高光能利用效率,大力发展设施农业及特色农业,提高作物品质及产量。     

淮北平原1966～2007年蒸发量变化趋势及其影响因素分析

选择安徽淮北平原五道沟实验站1966～2007年的逐年器皿蒸发、不同深度的潜水蒸发资料以及对应的气温、相对湿度、水汽饱和差、风速、日照时数等气象数据计算淮北平原40年来蒸发过程的变化趋势及其与气象因子的关系,分析其相互作用关系。结果表明,近40年来淮北平原温度呈上升趋势,年均温度的增幅逐渐减小有利于蒸发能力增加,而太阳辐射、风速等减少和相对湿度增加蒸发阻力,且后者作用大于前者。在此基础上建立以气象变化因子的蒸发能力预测模型,能很好地反映气候变化过程对水面蒸发、潜水蒸发的影响,有利于评估未来水量平衡关系分析和预测。