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基于卫星遥感太阳辐照度的光伏发电线性-戈珀兹模型回归分析

DOI：10.3390/en13040781 期刊：Energies 出版年份：2020 更新时间：2025-09-23 15:19:57
摘要： 为建立覆盖韩国全国（目前运营着超过35,000座光伏电站）的光伏发电预测模型，需要一个能根据卫星遥感太阳辐照度呈现简单且精确的光伏性能曲线。本研究采用由三参数和S型方程构成的Gompertz模型，来表达光伏组件相对于卫星图像推导的逐时总水平辐照度的非线性功率输出。通过将具有相同梯度斜率的线性方程与交汇点结合，修正了Gompertz模型在低太阳辐照度范围内的非物理行为。该线性-Gompertz回归模型对代表全国的242座光伏电站的整体拟合优度为R2=0.85，归一化均方根误差nRMSE=0.09。Gompertz模型系数呈正态分布，其逐年及季节的标准差等方差性均小于15%，由此可推断线性-Gompertz模型能表征全国光伏系统性能曲线。此外，控制曲线增长率的Gompertz系数C与容量因子呈现强相关性，使得容量因子的回归方程可作为三个Gompertz模型系数的函数推导得出，其拟合优度达R2=0.88。
作者： Alba Vilanova，Bo-Young Kim，Chang Ki Kim，Hyun-Goo Kim
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研究概述 实验方案

研究目的

为韩国光伏发电预测开发一个简单且精确的光伏（PV）性能曲线，该曲线以基于卫星的太阳辐射量为函数。

研究成果

线性-戈珀兹模型成功地将全国光伏系统性能的S型特征表达为全球水平辐照度（GHI）的单一函数。研究发现戈珀兹系数是适用于全国的通用参数，其中戈珀兹系数C与容量因子呈现强相关性。未来研究将聚焦于通过纳入重要环境变量并分析光伏组件的老化效应来提升模型的拟合度。

研究不足

该研究因数据不足未考虑光伏组件的老化效应。模型准确性可能受未包含的环境变量（如环境温度）影响。该模型在强太阳辐照地区或不同气候区的适用性尚需进一步验证。

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