上海中心城区建筑物屋顶太阳能短时预测及资源利用评估在线平台研究

发布时间：2021-06-17 04:08

　　分布式太阳能利用是解决城市能源短缺、缓解生态压力的有效方式,其中建筑物屋顶是分布式太阳能设备较为理想的利用场景。建筑物屋顶太阳能的预测以及资源利用评估不仅能够促进太阳能的合理高效利用,为太阳能工程提供有效的参考资料,也有助于国家电力系统合理制定调度计划,带来可观的综合经济效益与环保效益。因此,太阳能资源展示平台的建设是服务于新能源城市建设的重点之一。然而在已有的太阳能资源平台相关研究中,鲜有针对大范围城市建筑物屋顶尺度下的太阳辐射短时预测功能;其次,大部分模型的计算效率难以满足预测功能对于实时性的需求。在此背景下,本文以上海市为例,建设了上海中心城区建筑物屋顶太阳能短时预测与资源利用评估在线平台。该平台在SHORTWAVEC太阳辐射模型的基础上,通过利用爬虫技术实时获取预测云量和实时云量数据,实现太阳能短时预测,并进一步从光伏光热两种常见太阳能利用场景出发,估算了相应的经济和环保效益。随后,为了满足该模型对短期预测和实时计算的用时需求,通过数据异步并行处理、栅格数据数组化处理等优化技术,对模型计算过程进行了系列优化,大大提升了模型计算效率。最后,根据平台开发环境和数据特性针对性设计了数... 

【文章来源】：华东师范大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：82 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

SolarReadyII平台[16]

华东师范大学硕士学位论文13平台需求分析及功能设计本文选取上海市外环内区域作为研究区域。上海作为中国的四个直辖市之一，也是全球金融、创新、运输中心的世界级特大城市。截至2018年，统计数据表明上海常驻人口2420万，是中国人口最多的城市和地区，也是世界上人口最多的城市和地区之一。该市地处中国东部沿海，全年日照丰富，太阳能资源潜力较大。上海市目前下辖16个行政区，其中虹口区、杨浦区、静安区、长宁区、普陀区、徐汇区和黄浦区位于上海市城市中心区域，其各区详细地理位置参见图2-1。图中红色线代表外环区域即本研究的研究区域，除去上述的七个行政区，外环线内还囊括了宝山、嘉定、闵行、浦东新区的部分区域。该区域的人口密度约为17100人/平方公里。据上海市土地利用数据显示，上海全市超过40％的土地为建设用地，大比例的建设用地使用导致产生大量的建筑能耗。仅2016年度，上海市的建筑碳排放总量为4769万吨CO2[50]。在本研究中，上海地区作为气候湿润多变、建筑物多且密集、太阳能源存量丰富且季节变化明显的典型区域，对能源需求大、向清洁能源城市转型的需求紧迫，是本研究较为理想的研究区域。图2-1研究区域位置

华东师范大学硕士学位论文142.1平台数据需求1.数字表面模型数据数字表面模型（DSM）数据是包含了建筑物、树木等地表物体的高度的数字高程模型。本研究中使用的上海市外环内DSM数据由上海市测绘院提供，是基于2016年航空立体像对提取得到的。如图2-2所示，该数据涵盖了区域内所有地表物体的高程信息，它的空间分辨率与垂直分辨率均为0.5m。在本研究中，该数据主要用于太阳能资源潜力预测模型中建筑物相关的坡度、方位和阴影分析的部分，同时也是建筑物屋顶数据提取的基矗图2-2DSM数据2.土地利用数据因受到数据资源的限制，本研究中的土地利用数据是《2010年上海市土地覆盖/利用类型数据集》，由上海市环保局提供。同时，本研究使用的土地利用数据依照上海市发布的《城市用地分类与规划建设用地标准》将详细土地利用类型分为九大类，详细分类情况可参见下表2-1。表2-1土地利用类型类型标号类型名称


本文编号：3234434