2017 Fiscal Year Research-status Report
衛星画像情報を考慮したアンサンブル学習による日射予測手法の開発
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16K06217
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
加藤 丈佳 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 教授 (90283465)
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| 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真鍋 勇介 名古屋大学, 未来材料・システム研究所, 寄附研究部門助教 (30751143) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 日射予測 / 数値気象予報 / 太陽光発電 / 電力システム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
予測精度のお日射予測精度の改善のためには、NWPモデルによる予測精度の更なる改善が不可欠である。その方法として、これまでに構築してきた気象庁のGPV(MSM)における下・中・上層の雲量と相対湿度を説明変数とする重回帰式による手法に加え、WRFによる日射予測値をSVMによって補正する手法を構築し、各時刻における両手法の予測値の単純平均による精度向上の可能性について検討した。予測対象は、2016年の1年間における名古屋気象官署の日射量とした。初期時刻（予測に利用した初期値・境界値の予測開始時刻）として3時および21時を用いた。
3月19日の場合、3時を初期時刻とすると、WRFに基づく手法では正の誤差、GPV(MSM)に基づく手法では負の誤差が生じており、両手法を単純平均することで、予測精度が大幅に向上した。各手法および併用した場合の年間の平均絶対誤差を算出した結果、WRFおよびGPV(MSM)に基づく手法における年間%MAEはそれぞれ29.9 %および24.5 %であり、２つの予測を併用すると%MAEが23.1 %となり、改善が見られた。誤差の正負の関係を2016年の1年間について集計した結果、予測対象時間の38.3%において両手法の予測誤差の正負が逆であったことから、正負の誤差が相殺されたためと考えられる。
21時を初期時刻とする場合について同様の検討を行った結果、3時の予測と比較して両手法ともそれぞれの予測誤差は減少した。しかし、併用の効果は限定的であった。その理由として、初期時刻が予測対象時刻に近づくことで、手法による誤差の傾向が類似するようになり、両手法の予測誤差の正負が逆となる時間帯が30.2 %に減少したためと考えられる。このように、本研究により、複数のNWPモデルの組み合わせによる予測精度向上は、数時間前予測よりも前日予測において有用であることがわかった。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初の計画では、NWPモデルの雲量等の予測値を説明変数として、過去数十日間から予測対象日の類似日を抽出し、類似日全体における各手法における平均予測誤差の逆数を重みとし、各手法の予測値をアンサンブル平均することで、対象日についての予測値を算出するものであった。しかし、単純平均する場合と比較して、必ずしも予測精度は向上せず、有用な併用手法の構築には至っていない。また、併用に有用な情報を気象衛星画像から得ることも計画していたが、上記の検討に時間を要し、着手できていない。
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| Strategy for Future Research Activity |
GPV(MSM)に基づく手法とWRFに基づく手法のいずれかにおいて大きな予測誤差が発生する場合は、両者の予測値が大きく異なる傾向がある。そこで、このような大きな予測誤差の発生を予見することに着目して両手法の併用方法を検討する。
また、大きな予測誤差の原因の一つであるランプ変動の予測精度向上のため、WRFにおけるパラメータの調整等を試みているが、抜本的な改善は困難な様子である。そこで、ランプ変動の予測については、前日予測ではなく、衛星可視画像を用いた当日予測について精度改善を試みる。特に、予測対象領域を非常に大きな雲が覆うものの、予測対象時刻までに雲が移動してランプアップが発生する場合は、大きな雲の領域と晴天領域との境界が概ねはっきりしており、曇天時から晴天時への状態変化であることに着目し、これをシグモイド関数によって近似することとし、そのパラメータを衛星画像に基づき予測する手法を構築する。
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| Causes of Carryover |
初年度における研究の進捗が遅れたため、今年度に予定していた国際会議での発表ができず、外国旅費が未使用となったため次年度使用額が生じた。そこで次年度は、翌年度分とあわせて計算機を追加購入し、研究の実施環境を充実させ、研究の進捗の遅れを取り戻す。
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Research Products
(5 results)
