Roy, Arindam and Ramanan, Aravindakshan and Kumar, Barun and Abraham, Chris Alice and Hammer, Annette and Barykina, Elena and Heinemann, Detlev and Kumar, Naveen and Waldl, Hans-Peter and Mitra, Indradip and Das, Prasun Kumar and R., Karthik and K., Boopathi and K., Balaraman (2023) Development of a day-ahead solar power forecasting model chain for a 250 MW PV park in India. International Journal of Energy and Environmental Engineering, pp. 1-17. Springer Nature. doi: 10.1007/s40095-023-00560-6. ISSN 2008-9163.
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Official URL: https://link.springer.com/article/10.1007/s40095-023-00560-6
Abstract
Due to the steep rise in grid-connected solar Photovoltaic (PV) capacity and the intermittent nature of solar generation, accurate forecasts are becoming ever more essential for the secure and economic day-ahead scheduling of PV systems. The inherent uncertainty in Numerical Weather Prediction (NWP) forecasts and the limited availability of measured datasets for PV system modeling impacts the achievable day-ahead solar PV power forecast accuracy in regions like India. In this study, an operational day-ahead PV power forecast model chain is developed for a 250 MWp solar PV park located in Southern India using NWP-predicted Global Horizontal Irradiance (GHI) from the European Centre of Medium Range Weather Forecasts (ECMWF) and National Centre for Medium Range Weather Forecasting (NCMRWF) models. The performance of the Lorenz polynomial and a Neural Network (NN)-based bias correction method are benchmarked on a sliding window basis against ground-measured GHI for ten months. The usefulness of GHI transposition, even with uncertain monthly tilt values, is analyzed by comparing the Global Tilted Irradiance (GTI) and GHI forecasts with measured GTI for four months. A simple technique for back-calculating the virtual DC power is developed using the available aggregated AC power measurements and the inverter efficiency curve from a nearby plant with a similar rated inverter capacity. The AC power forecasts are validated against aggregated AC power measurements for six months. The ECMWF derived forecast outperforms the reference convex combination of climatology and persistence. The linear combination of ECMWF and NCMRWF derived AC forecasts showed the best result.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/194899/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Development of a day-ahead solar power forecasting model chain for a 250 MW PV park in India | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 1 April 2023 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | International Journal of Energy and Environmental Engineering | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.1007/s40095-023-00560-6 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 1-17 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Springer Nature | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2008-9163 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Numerical Weather Prediction; PV power forecast; Model chain; Combination of AC power forecasts; Availability of limited design parameters; Indian meteorological conditions | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Energy System Design | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Energy System Transformation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Energy | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | E SY - Energy System Technology and Analysis | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | E - Systems Analysis and Technology Assessment | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Oldenburg | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | Institute of Networked Energy Systems > Energy Systems Analysis, OL | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Roy, Arindam | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 04 May 2023 12:23 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 04 May 2023 12:23 |
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