米乐m6官方网站 [会长：中钵良二]（以下简称“AIST”）光伏发电研究中心 [研究中心主任：松原浩二] 系统研究组大关隆研究组组长宇野文津 AIST 国立大学法人筑波大学特别研究员 [理事长：永田恭介] 计算科学研究中心弥原松枝与日本气象厅气象研究所所长隈研一助理教授和预测研究部预测研究室第一室主任山田义德合作，设计了一个“大偏差检测指数”，用于检测太阳辐射预测明显偏离的情况。
太阳辐射预测对于预测太阳能发电的发电量和管理电力的供需是必要的，如果预测明显偏离，就会导致电力过剩或短缺。此次制定的探测指标是由全球四个天气预报组织（日本、欧洲、英国、美国）提供的全球预报。集合预测信息一起评估的指数，并且是提前预测预测极其偏差的情况的指数，例如一年只发生几次到十几次的情况。该指标有望为太阳能发电系统大规模引入时代的电力稳定供应和高效运行做出贡献，未来将进一步加速。
该技术的详细信息将于 2018 年 1 月 19 日发布励德爱思唯尔集团太阳能领域杂志由太阳能
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| 使用集成预测的预测偏差较大的情况下的检测指标概念图 |
由于太阳能发电量受天气影响，因此利用太阳辐射预报信息等预测发电量，并根据预测发电量和预期需求（单位承诺：UC）规划水电和火电机组的启动和关闭，以调整和补偿因太阳能发电波动而导致的过剩和不足。但如果太阳辐射预报信息出现较大偏差，本次供电可能会出现过剩或不足的情况进行调整，从而可能破坏供需平衡，导致停电。目前，供需运行确定性预测正在使用（单一预测信息），但考虑到预测可能会出现较大偏差，系统以额外的功率容量运行进行调整，更有效的运行导致燃料成本降低。因此，提高太阳辐射预测的准确性并处理预测偏差较大的情况已成为紧迫的问题。
AIST 一直在研究和开发将日本气象厅的太阳辐射预报信息应用于太阳能发电领域，以及利用天气预报模型和机器学习来估计和预测太阳能发电输出的方法。在电力供需运行中，面临的挑战是如何减少太阳辐射预报出现较大偏差而导致控制困难的情况。此外，日本的各种太阳辐射预报往往以日本气象厅的气象预报为依据，如果日本气象厅的预报存在较大的预报误差，无论采用何种预报方法，预报都会出现明显偏差。因此，我们致力于开发一个指数，可以预测日本气象厅太阳辐射预测出现显着偏差的情况。
此开发的一部分得到了日本科学技术振兴机构委托项目 JST/CREST“构建分布式协作能源管理系统的理论和基础技术的创建和集成部署”的支持，该项目是“基于太阳能发电预测的协调电力系统控制的系统理论的构建”（2015-2021 财年）的子问题（拨款号） JPMJCR15K1）。
由于单个预报机构可能会产生有偏差的预测，因此该指数计算了来自日本、欧洲、美国和英国四个预报机构的太阳辐射预报信息的最多 51 个全球集合预报（同时对整个地球条件略有不同的多个预报）的标准偏差（集合分布）。加权平均值被用作大偏差检测指标，以检测预测出现偏差的情况显着。该指数利用了各个预报机构的集合预报包含预报可靠性信息的事实。使用提前1至6天的集合预报，我们评估了是否有可能提前检测到第二天的太阳辐射预报最多提前6天出现显着偏差的情况。
在日本，日本气象厅细观数值预测模型预测的太阳辐射值 (MSM-GPV) 用于前一天的 UC。我们对东京电力公司服务区域内过去三年使用MSM-GPV设计的检测指标进行了评估。 2015年10月，MSM-GPV（每天每3小时提供一次5平方公里区域的平均天气预报信息）的日平均预报误差与大偏差检测指标呈现出统计上显着的相关系数（068）（图1）。同样，当评估每个月的相关系数时，大漏检指数显示出与预测误差的高相关系数，特别是在冬季。
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| 图1 每日预测误差(a)和本次设计的大偏差检测指标(b) |
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| 图2 利用ROC曲线评估前5%提前一天预测的大偏差检测指标 在 12 个月的时间段 (a) 和更强大的 5 个月的冬季时间段 (b) 评估功率。如果每条线都位于图中对角线（虚线）的左侧（ROC得分05或更高），则表明有力量。图a和b中的白色方块（□）显示了所提出的方法（黑线）的准确率，错误检测率为71％，下表显示了使用图2a中的白色方块的命中数、未命中数和错过天数。
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本次设计的大偏差检测指标为，ROC 曲线（按命中率和误报率绘制的曲线）和ROC 分数进行评估检测的目标是MSM-GPV的前一天预测，目标是三年（2014年至2016年）预测误差前10、5和1%的天（距离最大误差分别为109、54和10天）。图 2 显示了提前一天预测的前 5% 预测错误的检测结果。假阳性率为 071（允许 71% 的假阳性几率），前 5% 严重漏检指数的准确率在 12 个月内（图 2b）为 90%（参见图 2b），在 5 个冬季月份内为 96%（图 2b）。当对提前1至6天的预报评估该检测指标时发现，与仅从单个预报机构的集合预报信息检测大偏差相比，使用多个预报机构（最多提前6天）可以更早地（最多提前6天）检测到预测偏差较大的情况，就像这次设计的指标一样。
未来我们将利用大偏差检测指标进行电力供需运行模拟。因此，我们将评估如果能够提前预测重大偏差，可以在多大程度上改善供需平衡，以及在预测可靠时是否可以通过节省调整动力来经济运行，以期将新制定的指标投入实际应用。
杂志名称：太阳能
论文标题：使用多中心大集合预报提前检测区域表面太阳辐射预报半身像的诊断。
作者：宇野文亲、大竹秀明、松枝美绪、山田义德
发布日期：2018 年 1 月 19 日
国立产业技术综合研究所
太阳能研究中心系统团队
AIST 特别研究员 Fumichi Uno 电子邮件：unofumichika*aistgojp（发送前请将 * 更改为 @。）