Slóvakískir vísindamenn spá fyrir um úttak PV Inverter án veðurskynjara

Rannsóknarteymi undir forystu vísindamanna frá Constantine the Philosopher háskólanum í Slóvakíu í Nitra hefur þróað nýtt forspár- og fráviksgreiningarlíkan fyrir PV inverter í atvinnuuppsetningum. Hin nýja vélræna-námsrammi- notar eingöngu tíma- og rafgögn, án þess að treysta á umhverfisskynjara.

"Valnu reikniritin, Random Forests for prediction og Z-skoragreining fyrir fráviksgreiningu, voru valdir vegna styrkleika, túlkunar og hæfis fyrir lítil en samt há-tíðnigagnasöfn, sem gerir þau vel-samræmd við hagnýta ljósvöktunaruppsetningu," sögðu fræðimennirnir. "Ennfremur er beinlínis brugðist við skorti á geislunar- eða hitastigsgögnum með því að búa til tíma-tengda staðhætti (tíma, dag og virka daga mynstur) til að fanga hringlaga hegðun sólarframleiðslu."

Líkanið notar raunverulega-heimsrekstrargögn frá nettengdri PV verksmiðju í vestur-Slóvakíu, þar á meðal tveir inverterar með 30 kW og 40 kW afkastagetu. Gögnum um inverter, netafl og netspennu var safnað í fimm-mínútna upplausn frá janúar. 1 til. 1 febrúar 2025, með því að nota inverter og netvöktunarskynjara.
 

Til að virkja greiningu á vélanámi þurfti forvinnslu. Í kjölfarið var Random Forest Regressor þjálfaður til að spá fyrir um raunverulegt afköst inverter (kW) í hverju fimm-mínútna skrefi. Í kjölfarið var Random Forest Classifier notaður til að kortleggja stöðugt afl til rekstrarástanda, nefnilega lágt, miðlungs og hátt. Það gæti flokkað núverandi ástand sem og framtíðarríki, klukkutíma fram í tímann. Að lokum var Z-skoragreining notuð til að mæla að hve miklu leyti raunverulegt afl víkur frá spáðu afli. Gildi sem fóru yfir tölfræðilega þröskuld voru merkt sem frávik.

„Rendom Forest Regressor náði mikilli tryggð í aflspá (R²=0.995, meðaltal alger villa=0.12 kW), á meðan flokkunarlíkön flokkuðu úttaksstig með 100% nákvæmni við kyrrstæðar aðstæður,“ sýndu niðurstöðurnar. "Fráviksgreining með því að nota Z-stigagreiningu greindi verulega frávik, sérstaklega á háu-framleiðslutímabili. Hins vegar leiddi flokkun einni-klukkutíma-fram í ljós verulega lækkun á forspárafköstum (nákvæmni=36.4%), sem undirstrikar eðlislæga erfiðleika spár við breytilegar umhverfisaðstæður."

Að lokum bætti rannsóknarteymið við að "ólíkt annarri nýlegri vinnu, sem samþættir veðurfræðileg og samhengisgögn fyrir greiningu á mörgum stigum, virkar fyrirhugað líkan eingöngu á rafmælingum á inverter og net-hlið. Þessi greinarmunur undirstrikar hagnýtt gildi þessarar nálgunar í atburðarásum sem skortir umhverfisskynjara, sem býður upp á gagnsæjan og skilvirkan útreikning sem hægt er að greina."

Umgjörðin var kynnt í „Forspárlíkön og fráviksgreining í sólarljósumbreytum með vélanámi,“ sem nýlega var birt í Results in Engineering. Vísindamenn frá Constantine the Philosopher University í Slóvakíu í Nitra, Obuda háskólanum í Ungverjalandi og Tékkneska háskólanum í Suður-Bæheimi í České Budějovice tóku þátt í rannsókninni.