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Ramp Rate Metric Suitable for Solar Forecasting

Nouri, Bijan und Fabel, Yann und Blum, Niklas und Schnaus, Dominik und Zarzalejo, L. F. und Kazantzidis, Andreas und Wilbert, Stefan (2024) Ramp Rate Metric Suitable for Solar Forecasting. Solar RRL. Wiley. doi: 10.1002/solr.202400468. ISSN 2367-198X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
3MB

Kurzfassung

Solar irradiance forecasting plays a crucial role in integrating large quantities of intermittent solar power. Forecasting systems are commonly evaluated using metrics like root-mean- square error (RMSE) and skill scores. However, these metrics aggregated over larger data sets do not adequately assess the prediction of ramp events, which are critical for many applications. This article introduces a novel, simple, and adaptable ramp rate metric that analyzes ramp events between successive lead times within forecasts. A case study on ramp rate mitigation in PV systems benchmarks suitable ramp thresholds for various solar irradiance components. The capabilities and limitations of deterministic and probabilistic forecasts from two all-sky imager-based models are evaluated for ramp prediction. A state-of-the-art data-driven vision transformer End2End model excels in RMSE and skill scores but performs poorly in ramp prediction. Conversely, a novel generative forecasting model combined with a convolutional neural network-based irradiance model shows superior ramp prediction, achieving an F1 score of ≥0.7 for critical ramp events. This study underscores the importance of suitable ramp rate metrics and highlights the potential of generative models for enhancing ramp forecasting.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/207615/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Ramp Rate Metric Suitable for Solar Forecasting
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Nouri, Bijanbijan.nouri (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-9891-1974NICHT SPEZIFIZIERT
Fabel, YannYann.Fabel (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1892-5701NICHT SPEZIFIZIERT
Blum, NiklasNiklas.Blum (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-1541-7234NICHT SPEZIFIZIERT
Schnaus, Dominikdominik.schnaus (at) tum.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Zarzalejo, L. F.lf.zarzalejo (at) ciemat.eshttps://orcid.org/0000-0003-4522-6815NICHT SPEZIFIZIERT
Kazantzidis, Andreasakaza (at) upatras.grNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wilbert, StefanStefan.Wilbert (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0003-3573-3004NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:Oktober 2024
Erschienen in:Solar RRL
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/solr.202400468
Verlag:Wiley
ISSN:2367-198X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Solar Forecasting, All sky imager, Ramp rate, Error metrics, Validation
HGF - Forschungsbereich:Energie
HGF - Programm:Materialien und Technologien für die Energiewende
HGF - Programmthema:Thermische Hochtemperaturtechnologien
DLR - Schwerpunkt:Energie
DLR - Forschungsgebiet:E SW - Solar- und Windenergie
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):E - Condition Monitoring
Standort: Köln-Porz
Institute & Einrichtungen:Institut für Solarforschung > Qualifizierung
Hinterlegt von: Nouri, Bijan
Hinterlegt am:23 Okt 2024 09:53
Letzte Änderung:23 Okt 2024 09:53

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