1.一種基于常規(guī)天氣預(yù)報的直接輻射預(yù)測方法,其特征在于,所述方法包括如下步驟:
步驟1.根據(jù)天氣類型分類算法,采用優(yōu)選的統(tǒng)計(jì)方法將所述天氣類型分類,得到天氣類型分類模型;
步驟2.根據(jù)所述天氣類型分類模型及歷史直接輻射數(shù)據(jù),建立天氣類型曲線模型;
步驟3.根據(jù)所述天氣類型曲線模型及輸入常規(guī)天氣預(yù)報數(shù)據(jù),建立直接輻射預(yù)測模型,得到未來24小時的直接輻射預(yù)測數(shù)據(jù)。
2.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟1包括:
1-1.根據(jù)直接輻射的大小及變化趨勢,通過每日均值聚類將天氣類型分為晴云天樣本和陰天樣本;得到晴云天樣本模型及陰天樣本模型;
1-2.在所述晴云天樣本模型中根據(jù)每日差分均值將其分為晴天樣本和晴間多云天樣本,得到晴天樣本模型及晴間多云天樣本模型。
3.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述1-1包括:
a.對每日日出日落時間范圍內(nèi)的輻射數(shù)據(jù)求取每日均值,利用k-均值聚類方法,得到晴天樣本和陰天樣本;
b.根據(jù)所述晴天樣本均值的最小值,得到陰天樣本及晴天樣本的分類極值;進(jìn)而得到晴云天樣本模型及陰天樣本模型。
4.如權(quán)利要求2所述的方法,其特征在于,所述1-2包括:
c.對每日日出日落時間范圍內(nèi)的輻射數(shù)據(jù)進(jìn)行差分,求得到差分值得到每日差分均值Yj:
式(1)中,Xi+1表示第j日的i+1時刻的直接輻射值;n代表每日的直接輻射 樣本個數(shù);Xi表示第j日的i時刻的直接輻射值;
d.根據(jù)k-均值聚類方法,將每日差分均值進(jìn)行聚類,得到晴天樣本和晴間多云天樣本;
其中,所述k-均值聚類方法是以隨機(jī)選取的k個樣本作為起始中心點(diǎn),將除k之外的其余樣本歸入相似度最高中心點(diǎn)所在的簇,再確立當(dāng)前簇中樣本坐標(biāo)的均值為新的中心點(diǎn),依次循環(huán)迭代下去,直至所有樣本所屬類別不再變動;
e.根據(jù)晴間多云天樣本均值分類的最大值,得到晴天樣本和晴間多云天樣本的分類極值;進(jìn)而得到晴天樣本模型及晴間多云天樣本模型。
5.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟2包括:
2-1.根據(jù)所述晴天樣本、晴間多云天樣本、陰天樣本的曲線擬合,分別得到晴天樣本、晴間多云天樣本及陰天樣本曲線;
2-2.采用局部加權(quán)回歸散點(diǎn)平滑法分別對所述晴天樣本、晴間多云天樣本及陰天樣本曲線進(jìn)行擬合,建立所述天氣類型曲線模型。
6.如權(quán)利要求5所述的方法,其特征在于,所述2-2中的所述局部加權(quán)回歸散點(diǎn)平滑法包括:
f.計(jì)算指定窗口內(nèi)各個直接輻射數(shù)據(jù)點(diǎn)的初始權(quán)重,權(quán)重函數(shù)一般表達(dá)為數(shù)值之間歐氏距離比值的立方函數(shù);
g.利用初始權(quán)重進(jìn)行回歸估計(jì),利用估計(jì)式的殘差定義穩(wěn)健的權(quán)函數(shù),計(jì)算新的權(quán)重;
h.根據(jù)所述新的權(quán)重,重復(fù)步驟g修正權(quán)函數(shù),直到第N步后得到收斂的多項(xiàng)式;
i.根據(jù)所述多項(xiàng)式和權(quán)重得到任意點(diǎn)的光滑值。
7.如權(quán)利要求1所述的方法,其特征在于,所述步驟3包括:
3-1.輸入未來24小時的常規(guī)天氣預(yù)報數(shù)據(jù),并根據(jù)所述天氣類型分類模型將其分 為晴天、晴間多云以及陰天預(yù)報數(shù)據(jù);
3-2.根據(jù)所述晴天、晴間多云以及陰天預(yù)報數(shù)據(jù)及所述天氣類型曲線模型,建立直接輻射預(yù)測模型,得到未來24小時的直接輻射預(yù)測數(shù)據(jù)。