第４４卷第１１期
２０１３年１１月 东北农业大学学报
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｎｏｒｔｈｅａｓｔ Ａｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ４４（１ １１：５０－５５
ＮＯＶ．２０１３
网络出版时间２０１３—１１－２９ ９：０９：３６ ［ＵＲＬ】ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．ｃｎｋｉ．ｎｅｔ／ｋｃｍｓ／ｄｅｔａｉｌ／２３．１３９１．Ｓ．２０１３１１２９．０９０９．０１０．ｈｔｍｌ
河北省水平面太阳总辐射时空分布及太阳能资源评估研究
袁淑杰 ，李晓虹 ，张益炜 ，李德江 ，张文宗乙
（１．成都信息工程学院，成都６１０２２５；２．河北省气象与生态环境重点实验室，石家庄０５００２１
３．河北省气象科学研究所，石家庄０５００２１）
摘要：利用１９６１—２０１２年河北省周边８个太阳辐射站观测资料，重新拟合太阳总辐射经验系数，应用ＴＰＳ法
将其插值到河北省１００ ｍｘ１００ ｍ网格点上，计算河北省水平面太阳总辐射，分析其时空分布特征。结果表明，①
河北省５２ ａ太阳总辐射年总量总体呈明显下降趋势。年代际变化中石家庄地区下降幅度相对较大，为１７％， 秦皇岛地区下降幅度相对较小，为３％。②除邯郸以南少数地区的水平面太阳总辐射平均年总量在４ ８１４～５ ０４０
ＭＪ・ｍ～，属于太阳能资源丰富区外，河北省其他绝大部分地区的水平面太阳总辐射平均年总量＞５ ０４０ ＭＪ・ｍ一，太
阳能资源十分丰富；总体而言，河北省太阳能资源丰富，开发利用潜力巨大。
关键词：河北省；太阳总辐射；时空分布特征；太阳能资源评估
中图分类号：Ｐ４６７ 文献标志码：Ａ 文章编号：１００５—９３６９（２０１３）１ １－００５０—０６
袁淑杰，李晓虹，张益炜．等．河北省水平面太阳总辐射时空分布及太阳能资源评估研 Ｊ】＿东北农业大学学报，２０１３，４４（１１）：５０—５５．
Ｙｕａｎ Ｓｈｕｊｉｅ，Ｌｉ Ｘｉａｏｈｏｎｇ，Ｚｈａｎｇ Ｙｉｗｅｉ，ｅｔ ａ１．Ｓｔｕｄｙ ｏｎ ｔｅｍｐｏｒａｌ ａｎｄ ｓｐａｔｉａｌ ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎ ｏｆ ｈｏｒｉｚｏｎｔａｌ ｇｌｏｂａｌ ｓｏｌａｒ ｒａｄｉａｔｉｏｎ
我国的太阳能资源及基本评估方法?
1. 中国的太阳能资源状况
我国的太阳能资源十分丰富。其中总辐射年总量在860～2080kWh/m2之间，直接辐射年总量在230～1500 kWh/m2之间，年平均直射比在0.24～0.73之间，年日照时数在870～3570 之间。全国有90%以上的陆地太阳能资源属于较丰富、很丰富或最丰富。
图1. 中国太阳能资源主要物理量空间分布
图1给出了中国1978～2007年平均的总辐射年总量、直接辐射年总量、直射比年平均值和年总日照时数的空间分布。从图中可以看出，我国的总辐射年总量自西北到东南呈先增加再减少然后又增加的趋势，总的来说西部多于东部、高原大于平原﹑内陆大于沿海、干燥区大于湿润区；新疆东南边缘、西藏大部、青海中西部、甘肃河西走廊西部、内蒙古阿拉善高原及其以西地区构成了一条占国土面积约20%的太阳能资源“最丰富带”，其中西藏南部和青海格尔木地区是两个高值中心，总辐射年总量达到2000 kWh/m2左右；在这条带的西北方向，即新疆大部分地区，以及这条带的东部，即西藏东部、云南大部、青海东部、四川盆地以西、甘肃中东部、宁夏全部、陕西北部、山西北部、河北西北部、内蒙古中东部至锡林浩特和赤峰一带，是我国太阳能资源的两个“很丰富带”，占国土面积的近40%；除此之外，我国中东部和东北的大部分地区都属于太阳能资源的“较丰富带”，其中只有以四川盆地为中心，四川省东部、重庆全部、贵州大部、湖南西部等地区属于太阳能资源的“一般带”，总辐射年总量只有1000 kWh/m2左右，面积占我国国土的7%左右。
直接辐射年总量的空间分布特征与总辐射比较一致，只有在塔里木盆地出现了一个相对的低值中心，相应的直射比也明显低于周围，只有0.5左右；在我国东南地区，也即大约35oN以南、100oE以东的区域，直射比基本在0.5以下；除此之外我国大部分地区的直射比都在0.5以上，在青藏高原以南以及内蒙古东部的部分地区，直射比甚至达到0.7以上。
太 阳 能第2期 总第334期2022年2月No.2 Total No.334Feb., 2022SOLAR ENERGY
490 引言在塔式太阳能热发电站中，由定日镜镜场将太阳辐射反射到吸热器上，然后吸热器将接收的太阳辐射能转化成热能，为后续的太阳能热发电提供能量。在该过程中，云层对定日镜场上方太阳辐射的遮挡是影响吸热器接收的太阳直接辐射(DNI)的主要因素，当云层遮挡定日镜上方的太阳辐射时，定日镜镜场反射的太阳辐射减少，吸热器接收的DNI也相应下降；而当云层离开时，定日镜镜场反射的太阳辐射增大，吸热器接收的DNI也随之升高。因此，云层短时间的遮挡和离开会使吸热器接收的DNI发生随机波动，造成吸热器表面的受热情况发生剧烈变化。而通过超短期(0～30 min)DNI预测可以提前对定日镜镜场进行调控，从而解决这一问题。基于上述原因，本文提出了一种基于极值梯度提升(eXtreme Gradient Boosting，XGB)算法及全天空成像仪图像的超短期DNI预测方法。通过使用基于太阳位置的全天空成像仪标定方法来完成全天空成像仪的姿态校正和畸变矫正；然后对晴空背景参数进行拟合并建立晴空库，为云层的检测提供基础；根据云的运动矢量，利用外推法得到未来云层可能会遮挡太阳的图像点，并提取图像特征，用于基于XGB算法的DNI超短期预测模型的训练，最后利用训练后的模型完成超短期DNI预测。1 全天空成像仪本文选用型号为EKO SRF-02的全天空成像仪，其分辨率为2274×1702，视野大于180°，可实现全天空监控，其实物图及安装效果图分别如图1、图2所示。将该全天空成像仪设置为每40 s采集2帧图像，其中的一帧图像为自动曝光，另一帧图像为欠曝光。本文后续均基于欠曝光图像进行处理。DOI: 10.19911/j.1003-0417.tyn20201224.02 文章编号：1003-0417(2022)02-49-09基于XGB算法及全天空成像仪图像的 超短期DNI预测胡 中，倪杭飞，李 伟，宓霄凌*，白 帆，王伊娜(浙江中控太阳能技术有限公司，杭州 310053)摘 要：吸热器是塔式太阳能热发电站的核心设备，但云层短时间的遮挡和离开会使吸热器接收的太阳直接辐射(DNI)发生随机波动，造成吸热器表面受热发生剧烈变化，会影响塔式太阳能热发电站的安全运行。本文提出了一种基于极值梯度提升(eXtreme Gradient Boosting，XGB)算法及全天空成像仪图像的超短期DNI预测方法。通过使用基于太阳位置的全天空成像仪标定方法，完成全天空成像仪的姿态校正和畸变矫正；对晴空背景参数进行拟合并建立晴空库，为云层的检测提供基础；通过对太阳及其临近区域进行插值修复，使1 min内的DNI预测成为可能；根据云的运动矢量，利用外推法得到未来云层可能会遮挡太阳的图像点，并提取图像特征，用于基于XGB算法的超短期DNI预测模型的训练，最后利用训练后的模型完成超短期DNI预测。关键词：塔式太阳能热发电站；全天空成像仪；晴空库；超短期DNI预测；XGB算法；云层检测中图分类号：TM92 文献标志码：A
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SI_EF_TILTED_SURFACE_0：水平表面上的辐照度
SI_EF_TILTED_SURFACE_36：坡度为 36° 的倾斜太阳能电池板上的辐照度
SI_EF_TILTED_SURFACE_51
：坡度为 51° 的倾斜太阳能电池板上的辐照度 SI_EF_TILTED_SURFACE_66：坡度为 66° 的倾斜太阳能电池板上的辐照度
