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Development of Irradiance Forecasting Method based on Ensemble Learning in consideration of Satellite Image Information

Research Project

Project/Area Number 16K06217
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Research Field Power engineering/Power conversion/Electric machinery
Research InstitutionNagoya University

Principal Investigator

Kato Takeyoshi  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (90283465)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 真鍋 勇介  名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 寄附研究部門助教 (30751143)
Research Collaborator ENOMOTO Jyunya  
KAI Naoto  
Project Period (FY) 2016-04-01 – 2019-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2018)
Budget Amount *help
¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2017: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2016: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
Keywords太陽光発電 / 出力予測 / 日射予測 / 数値気象モデル / 衛星画像 / 機械学習 / 数値気象予報 / 電力システム / 日射 / 予測 / 数値気象予報モデル / 気象衛星
Outline of Final Research Achievements

The accuracy improvement of a day-ahead forecast of irradiance by the combination of GPV(MSM) based method and WRF based method was investigated. It is found that can be tuned by a certain combination of physics models related to irradiance can be chosen so that the forecast error of WRF based model tends to be positive while the forecast error of GPV(MSM) based model tends to be negative in Summer season. Besides, the post processing based on machine learning should not be applied to WRF for the improvement of forecast accuracy of combination method. On the other hand, the accuracy of each model should be improved and combined each other for the accuracy improvement in other seasons. Although it is revealed that the forecast accuracy of GPV(MSM) based model can be improved by using satellite imagery, the contribution of satellite imagery to the accuracy improvement of combination method was not investigated.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

太陽光発電の導入は急速に進んでおり,日々の電力需給運用において,その出力予測誤差の影響が顕在化しつつあり,予測精度の向上は急務である。複数の手法の組み合わせによる予測精度の向上については既に適用されているが,本研究では,個々の手法は必ずしも高くないものの,組み合わせた際の予測精度が高くなるように個々の手法を調整できることを明らかにしており,予測精度の向上のための一つの方向性を示すことができたという点で学術的な意義は高い。今回は十分に検討できなかったが,衛星画像情報を組み合わせて更なる精度向上が期待でき,低炭素社会の構築に向け,太陽光発電の導入拡大に資することが期待される。

Report

(4 results)
  • 2018 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2017 Research-status Report
  • 2016 Research-status Report

Research Products

(13 results)

All 2019 2018 2017 2016

All Presentation (13 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Presentation] GPV(MSM)との併用による日射予測精度の向上に効果的なWRF予測値の補正に関する一検討2019

    • Author(s)
      甲斐直登,今中政輝,栗本宗明,杉本重幸,加藤丈佳
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] A Study on Improvement of Irradiance Forecasting Accuracy by Combination of WRF and MSM-GPV2018

    • Author(s)
      Naoto Kai, Muneaki Kurimoto, Toshihisa Funabashi, Takeyoshi Kato
    • Organizer
      24th International Conference on Electrical Engineering
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 複数の気象予報モデルの併用による日射予測の高精度化 ―予測期間の長さが高精度化に与える影響―2018

    • Author(s)
      甲斐直登,今中政輝,栗本宗明,杉本重幸,加藤丈佳
    • Organizer
      電気学会電力・エネルギー部門大会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] WRFとMSM-GPVの併用による日射強度予測の高精度化に関する一検討2018

    • Author(s)
      甲斐直登,栗本宗明,舟橋俊久,加藤丈佳,宇野史睦,
    • Organizer
      平成30年電気学会全国大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] 数値気象予報モデルに基づく数時間先の空間平均日射予測への衛星画像情報の追加の効果2017

    • Author(s)
      榎本隼也、栗本宗明、真鍋勇介、舟橋俊久、加藤丈佳
    • Organizer
      電気学会全国大会
    • Place of Presentation
      富山大学
    • Year and Date
      2017-03-15
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] Infuluence of WRF Radiation Scheme on Precision of Irradiance Forecasting2017

    • Author(s)
      N. Kai, M. Kurimoto, Y. Manabe, T. Funabashi, T. Kato, F. Uno
    • Organizer
      27th International Photovoltaic Science and Engineering Conference
    • Related Report
      2017 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] WRFにおける物理スキームが日射予測精度に与える影響2017

    • Author(s)
      甲斐直登,栗本宗明,真鍋勇介,舟橋俊久,加藤丈佳
    • Organizer
      平成29年電気学会電力・エネルギー部門大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] WRFにおける短波放射スキームが日射予測精度に与える影響2017

    • Author(s)
      甲斐直登,栗本宗明,真鍋勇介,舟橋俊久,加藤丈佳,宇野史睦
    • Organizer
      平成29年度電気・電子・情報関係学会東海支部連合大会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] WRF による気象要素予報値を用いた日射予測に関する基礎的検討2017

    • Author(s)
      甲斐直登,栗本宗明,加藤丈佳,真鍋勇介,舟橋俊久,宇野史睦
    • Organizer
      平成29年度日本太陽エネルギー学会・日本風力エネルギー学会合同研究発表会
    • Related Report
      2017 Research-status Report
  • [Presentation] A Study on Several Hours Ahead Forecasting of Spatial Average Irradiance using NWP model and Satellite Infrared Image2016

    • Author(s)
      Takeyoshi Kato, Yusuke Manabe, Toshihisa Funabashi, Keita Yoshiura, Muneaki Kurimoto, Yasuo Suzuoki
    • Organizer
      Int. Conf. on Probabilistic Methods Applied to Power Systems
    • Place of Presentation
      The Beijing Friendship Hotel, Beijing, China
    • Year and Date
      2016-10-16
    • Related Report
      2016 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 発電機起動停止計画の修正を考慮した電力需給バランスに対する太陽光発電出力の予測更新の効果に関する一検討2016

    • Author(s)
      畠中良聡、真鍋勇介、栗本宗明、舟橋俊久、加藤丈佳
    • Organizer
      電気学会電力技術/電力系統技術合同研究会
    • Place of Presentation
      福井大学
    • Year and Date
      2016-09-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 太陽光発電が大量導入された電力系統における負荷追従性を考慮した経済負荷配分制御に関する一検討2016

    • Author(s)
      村瀬右、真鍋勇介、栗本宗明、舟橋俊久、加藤丈佳
    • Organizer
      電気学会電力技術/電力系統技術合同研究会
    • Place of Presentation
      福井大学
    • Year and Date
      2016-09-20
    • Related Report
      2016 Research-status Report
  • [Presentation] 数値気象予報モデルと衛星赤外画像を利用した空間平均日射強度の数時間先予測に関する一検討2016

    • Author(s)
      榎本隼也、吉浦啓太、栗本宗明、真鍋勇介、舟橋俊久、加藤丈佳
    • Organizer
      平成28年電気学会電力・エネルギー部門大会
    • Place of Presentation
      九州工業大学
    • Year and Date
      2016-09-07
    • Related Report
      2016 Research-status Report

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Published: 2016-04-21   Modified: 2020-03-30  

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