KR20210062288A - Server, method and computer program for estimating solar radiation of targer point - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 목표 지점의 일사량을 추정하는 서버, 방법 및 컴퓨터 프로그램에 관한 것이다. The present invention relates to a server, a method, and a computer program for estimating the amount of insolation at a target point.
일반적으로, 일사량을 측정하고자 하는 특정 위치에 일사량 센서를 설치하여 일사량을 측정한다.In general, the solar radiation is measured by installing an solar radiation sensor at a specific location to measure the solar radiation.
그러나, 일사량 센서가 설치된 영역을 제외한 다른 영역의 일사량을 측정하는 것은 불가능하고, 특히 일사량 센서가 노후화될 경우 일사량 측정값의 정확도가 현저하게 낮아지는 문제점이 있었다. However, it is impossible to measure the amount of insolation in an area other than the area in which the insolation sensor is installed, and in particular, when the insolation sensor is deteriorated, there is a problem that the accuracy of the insolation measurement value is significantly lowered.
이러한 문제점을 해결하기 위하여 일사량을 예측하는 방법으로서, 기상 정보를 이용하는 방법이 많이 이용되고 있다. 하지만, 이 방법의 경우, 태양광 발전소의 위치가 포함된 넓은 범위에 속하는 지역의 기상 정보는 알 수 있으나, 태양광 발전소가 위치한 특정 지점에서의 기상 정보에 대하여는 정확하게 알기 어렵기 때문에 태양광 발전소가 위치한 지점에 대한 일사량을 정확히 예측하기 어렵다는 문제점이 있었다. In order to solve this problem, as a method of predicting the amount of insolation, a method of using weather information has been widely used. However, in the case of this method, the weather information of an area belonging to a wide range including the location of the solar power plant can be known, but it is difficult to accurately know the weather information at a specific point where the solar power plant is located. There was a problem in that it was difficult to accurately predict the amount of insolation to the location where it was located.
본 발명은 전술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 과거 위성 데이터 및 과거 기상 관측 데이터로부터 도출된 기상 인자에 대한 회귀 계수에 기초하여 다중 회귀 모형을 생성하고, 생성된 다중 회귀 모형을 이용하여 실시간 위성 데이터로부터 목표 지점의 일사량을 추정하고자 한다. 다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다. The present invention is to solve the problems of the prior art described above, and generates a multiple regression model based on regression coefficients for meteorological factors derived from past satellite data and past weather observation data, and uses the generated multiple regression model. We want to estimate the amount of insolation at the target point from real-time satellite data. However, the technical problem to be achieved by the present embodiment is not limited to the technical problems as described above, and other technical problems may exist.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 제 1 측면에 따른 위성 데이터에 기초하여 목표 지점의 일사량을 추정하는 서버는 과거 위성 데이터 및 과거 기상 관측 데이터에 기초하여 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출하는 회귀 계수 도출부; 상기 도출된 기상 인자에 대한 회귀 계수에 기초하여 다중 회귀 모형을 생성하는 다중 회귀 모형 생성부; 및 상기 생성된 다중 회귀 모형에 실시간 위성 데이터 및 실시간 기상 관측 데이터를 반영하여 상기 실시간 위성 데이터로부터 상기 목표 지점의 일사량을 추정하는 일사량 추정부를 포함할 수 있다. As a technical means for achieving the above-described technical problem, a server for estimating the amount of insolation at a target point based on satellite data according to the first aspect of the present invention provides a regression for meteorological factors based on past satellite data and past weather observation data. A regression coefficient derivation unit for deriving coefficients; A multiple regression model generator for generating a multiple regression model based on the derived regression coefficients for the meteorological factors; And an insolation estimating unit configured to estimate the insolation amount of the target point from the real-time satellite data by reflecting real-time satellite data and real-time weather observation data in the generated multiple regression model.
본 발명의 제 2 측면에 따른 위성 데이터에 기초하여 목표 지점의 일사량을 추정하는 방법은 과거 위성 데이터 및 과거 기상 관측 데이터에 기초하여 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출하는 단계; 상기 도출된 기상 인자에 대한 회귀 계수에 기초하여 다중 회귀 모형을 생성하는 단계; 및 상기 생성된 다중 회귀 모형에 실시간 위성 데이터 및 실시간 기상 관측 데이터를 반영하여 상기 실시간 위성 데이터로부터 상기 목표 지점의 일사량을 추정하는 단계를 포함할 수 있다. A method of estimating solar radiation of a target point based on satellite data according to a second aspect of the present invention includes: deriving a regression coefficient for a meteorological factor based on past satellite data and past meteorological observation data; Generating a multiple regression model based on the derived regression coefficients for the meteorological factors; And estimating the amount of insolation at the target point from the real-time satellite data by reflecting real-time satellite data and real-time weather observation data in the generated multiple regression model.
본 발명의 제 3 측면에 따른 위성 데이터에 기초하여 목표 지점의 일사량을 추정하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 경우, 과거 위성 데이터 및 과거 기상 관측 데이터에 기초하여 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출하고, 상기 도출된 기상 인자에 대한 회귀 계수에 기초하여 다중 회귀 모형을 생성하고, 상기 생성된 다중 회귀 모형에 실시간 위성 데이터 및 실시간 기상 관측 데이터를 반영하여 상기 실시간 위성 데이터로부터 상기 목표 지점의 일사량을 추정하도록 하는 명령어들의 시퀀스를 포함할 수 있다. A computer program stored in a medium including a sequence of instructions for estimating solar radiation of a target point based on satellite data according to the third aspect of the present invention, when executed by a computing device, is based on past satellite data and past weather observation data. Deriving a regression coefficient for a meteorological factor, generating a multiple regression model based on the derived regression coefficient for the meteorological factor, and reflecting real-time satellite data and real-time weather observation data in the generated multiple regression model, the real-time satellite It may include a sequence of instructions for estimating the amount of insolation at the target point from data.
상술한 과제 해결 수단은 단지 예시적인 것으로서, 본 발명을 제한하려는 의도로 해석되지 않아야 한다. 상술한 예시적인 실시예 외에도, 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 추가적인 실시예가 존재할 수 있다.The above-described problem solving means are merely exemplary and should not be construed as limiting the present invention. In addition to the above-described exemplary embodiments, there may be additional embodiments described in the drawings and detailed description of the invention.
전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 본 발명은 과거 위성 데이터 및 과거 기상 관측 데이터로부터 도출된 기상 인자에 대한 회귀 계수에 기초하여 다중 회귀 모형을 생성하고, 생성된 다중 회귀 모형을 이용하여 실시간 위성 데이터로부터 목표 지점의 일사량을 추정할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 목표 지점에 일사량 센서가 설치되어 있지 않더라도 다중 회귀 모형을 통해 목표 지점의 일사량을 추정할 수 있다. According to any one of the above-described problem solving means of the present invention, the present invention generates a multiple regression model based on regression coefficients for meteorological factors derived from past satellite data and past meteorological observation data, and uses the generated multiple regression model. By using, it is possible to estimate the amount of insolation at the target point from real-time satellite data. Through this, the present invention can estimate the insolation amount of the target point through a multiple regression model even if the insolation amount sensor is not installed at the target point.
한편, 종래의 일사량 추정 방법의 경우, 기상 정보 및 위성 데이터를 통해 특정 지역의 일사량을 추정하는 방법을 이용하기 때문에 해당 지역 내의 특정 목표 지점에 대한 일사량을 정확하게 예측하는 것이 어려웠으나, 본 발명은 이러한 종래의 문제점을 해결할 수 있고, 다중 회귀 모형을 이용하여 목표 지점의 일사량을 추정함으로써 신재생 발전소의 발전 출력량에 대한 신뢰도를 극대화할 수 있다. On the other hand, in the case of the conventional solar radiation estimation method, it was difficult to accurately predict the solar radiation for a specific target point within the corresponding region because the method of estimating the solar radiation of a specific region through meteorological information and satellite data. The conventional problem can be solved, and the reliability of the power generation output of the new renewable power plant can be maximized by estimating the amount of insolation at the target point using a multiple regression model.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 일사량 추정 서버의 블록도이다.
도 2a 내지 2c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 회귀 분석을 설명하기 위한 도면이다.
도 3a 내지 3c는 본 발명의 일 실시예에 따른, 목표 지점의 일사량 추정에 있어서 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른, 목표 지점의 추정된 일사량을 이용한 서비스 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 목표 지점의 일사량 추정 방법을 나타낸 흐름도이다. 1 is a block diagram of an insolation estimation server according to an embodiment of the present invention.
2A to 2C are diagrams for explaining a regression analysis according to an embodiment of the present invention.
3A to 3C are diagrams for explaining an effect in estimating the amount of insolation at a target point according to an embodiment of the present invention.
4 is a diagram illustrating a service method using an estimated amount of insolation at a target point according to an embodiment of the present invention.
5 is a flowchart illustrating a method of estimating solar radiation at a target point according to an embodiment of the present invention.
아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. However, the present invention may be implemented in various different forms and is not limited to the embodiments described herein. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and similar reference numerals are attached to similar parts throughout the specification.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part is said to be "connected" with another part, this includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another element interposed therebetween. . In addition, when a part "includes" a certain component, it means that other components may be further included rather than excluding other components unless specifically stated to the contrary.
본 명세서에 있어서 '부(部)'란, 하드웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛, 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함한다. 또한, 1 개의 유닛이 2 개 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 2 개 이상의 유닛이 1 개의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다. In the present specification, the term "unit" includes a unit realized by hardware, a unit realized by software, and a unit realized using both. Further, one unit may be realized by using two or more hardware, or two or more units may be realized by one piece of hardware.
본 명세서에 있어서 단말 또는 디바이스가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부는 해당 단말 또는 디바이스와 연결된 서버에서 대신 수행될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 서버가 수행하는 것으로 기술된 동작이나 기능 중 일부도 해당 서버와 연결된 단말 또는 디바이스에서 수행될 수도 있다. In this specification, some of the operations or functions described as being performed by the terminal or device may be performed instead in a server connected to the terminal or device. Likewise, some of the operations or functions described as being performed by the server may also be performed by a terminal or device connected to the server.
이하, 첨부된 구성도 또는 처리 흐름도를 참고하여, 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying configuration diagram or processing flow chart, it will be described in detail for the implementation of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른, 일사량 추정 서버(10)의 블록도이다. 1 is a block diagram of an
도 1을 참조하면, 일사량 추정 서버(10)는 회귀 계수 도출부(100), 다중 회귀 모형 생성부(110), 일사량 추정부(120) 및 발전량 예측부(130)를 포함할 수 있다. 다만, 도 1에 도시된 일사량 추정 서버(10)는 본 발명의 하나의 구현 예에 불과하며, 도 1에 도시된 구성요소들을 기초로 하여 여러 가지 변형이 가능하다. Referring to FIG. 1, the
이하에서는 도 1과 함께 도 2a 내지 4를 참조하여 설명하기로 한다. Hereinafter, it will be described with reference to FIGS. 2A to 4 along with FIG. 1.
회귀 계수 도출부(100)는 과거 위성 데이터 및 과거 기상 관측 데이터에 기초하여 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출할 수 있다. 여기서, 과거 위성 데이터는 목표 지점(예컨대, 신재생 발전소가 위치한 지점)을 포함하는 지역에 대한 과거의 일사량을 포함하고, 과거 기상 관측 데이터는 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 과거 기상 관측 데이터(예컨대, 일사량, 기온, 습도, 풍속, 전운량, 시정 등)일 수 있다. The regression
예를 들어, 회귀 계수 도출부(100)는 기설정된 기간 동안에 측정된 신재생 발전소가 위치한 지점을 포함하는 지역에 대한 과거 위성 데이터 및 기설정된 기간 동안에 관측된 과거 기상 관측 데이터에 기초하여 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출할 수 있다.For example, the regression
여기서, 기상 인자는 일사량 인자, 기온 인자, 습도 인자, 풍속 인자, 전운량 인자 및 시정 인자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 기상 인자에 대한 회귀 계수는 일사량 인자에 대한 회귀 계수, 기온 인자에 대한 회귀 계수, 습도 인자에 대한 회귀 계수, 풍속 인자에 대한 회귀 계수, 전운량 인자에 대한 회귀 계수 및 시정 인자에 대한 회귀 계수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Here, the meteorological factor may include at least one of an insolation factor, a temperature factor, a humidity factor, a wind speed factor, a total cloud factor, and a visibility factor. Regression coefficients for meteorological factors are among the regression coefficients for insolation factors, regression coefficients for temperature factors, regression coefficients for humidity factors, regression factors for wind speed factors, regression factors for total cloud volume factors, and regression factors for visibility factors. It may include at least one.
예를 들어, 회귀 계수 도출부(100)는 제 1 기간 동안에 측정된 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 과거 위성 데이터 및 제 1 기간 동안에 관측된 과거 기상 관측 데이터에 포함된 일사량 데이터에 기초하여 일사량 인자에 대한 회귀 계수를 도출할 수 있다. 예를 들어, 회귀 계수 도출부(100)는 제 1 기간 동안에 측정된 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 과거 위성 데이터 및 제 1 기간 동안에 관측된 과거 기상 관측 데이터에 포함된 기온 데이터에 기초하여 기온 인자에 대한 회귀 계수를 도출할 수 있다. For example, the regression
회귀 계수 도출부(100)는 과거 기상 관측 데이터로부터 기상 인자에 대응하는 데이터를 추출하고, 과거 위성 데이터 및 기상 인자에 대응하는 데이터 간의 회귀 분석을 통해 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출할 수 있다. The regression
여기서, 회귀 분석은 선형 회귀 분석 및 최소 자승법을 이용한 회귀 분석을 포함할 수 있다. Here, the regression analysis may include a linear regression analysis and a regression analysis using a least squares method.
도 2a를 참조하면, 선형 회귀 분석은 변수 X(기상인자에 대응하는 과거 기상 관측 데이터) 및 변수 Y(과거 위성 데이터) 간의 관계를 나타내는 회귀선이 직선에 가깝게 나타나는 경우를 말한다. 즉, (X, Y)의 좌표로 나타내는 모든 점들과의 거리의 합이 최소가 되는 직선을 찾는 것을 선형 회귀 분석이라고 한다. Referring to FIG. 2A, the linear regression analysis refers to a case in which a regression line representing a relationship between a variable X (past weather observation data corresponding to a weather factor) and a variable Y (past satellite data) appears close to a straight line. That is, finding a straight line in which the sum of the distances to all points represented by the coordinates of (X, Y) is the minimum is called linear regression analysis.
SSE(sum of squared errors of prediction)를 최소화하는 상수 a와 b를 계산하게 되면 변수 X와 Y의 관계를 가장 잘 나타내는 직선(선형 회귀식)이 도출될 수 있다. 여기서, SSE를 최소화하는 방법으로는 최소 좌승법(least squared method) 방법을 이용할 수 있다. By calculating the constants a and b that minimize the sum of squared errors of prediction (SSE), a straight line (linear regression equation) that best represents the relationship between the variables X and Y can be derived. Here, as a method of minimizing SSE, a least squared method may be used.
도 2b를 참조하면, 최소 자승법을 이용한 회귀 분석은 N회 측정한 측정값 , , ..., 이 어떤 다른 측정값 , , ..., 의 함수라고 추정할 수 있을 때, 측정값 와 함수값 f()의 차이를 제곱한 것의 합()이 최소가 되도록 하는 함수 f(x)를 구하는 것을 말한다. 이 때, 함수 f(x)는 의 총합(즉, 오차의 총합)이 최소가 되는 직선이라고 할 수 있다. 2B, the regression analysis using the least squares method is a measurement value measured N times. , , ..., Some other measure of this , , ..., When it can be estimated to be a function of And the function value f( ) The sum of the squared differences ( Refers to finding the function f(x) that makes) the minimum. In this case, the function f(x) is It can be said that it is a straight line where the sum of (that is, the sum of errors) is the minimum.
한편, 독립 변수가 여러 개인 다중회귀분석에서의 회귀 계수는 다른 독립 변수가 불변(즉, 통제된 상태)일 때, 해당되는 독립 변수의 변화에 따른 종속 변수의 평균 변화량을 나타내는 직접 효과(또는 순효과)를 뜻한다. On the other hand, in multiple regression analysis with multiple independent variables, the regression coefficient is a direct effect (or net effect) representing the average amount of change in the dependent variable according to the change in the corresponding independent variable when the other independent variable is invariant (i.e., in a controlled state). Effect).
예를 들어, 기온 인자에 대응하는 데이터와 일사량(위성 데이터) 간의 상관관계를 예로 들면, 도 2c의 그래프 상(20)에 표시된 파란색 좌표점은 과거 데이터(과거 기온 인자에 대응하는 데이터 및 과거 위성 데이터에 대응하는 일사량)이고, 빨간선은 과거 데이터를 기반으로 한 기온 인자와 일사량 간의 회귀선이고, 노란색 좌표점은 현재 관측된 일사량(실시간 위성 데이터)이라고 가정하면, 기온 인자에 대한 회귀 계수는 현재 관측된 일사량이 회귀선에 맞도록 보정해주는 역할(도면부호 22 참조)을 수행한다. For example, taking the correlation between the data corresponding to the temperature factor and the amount of insolation (satellite data) as an example, the blue coordinate points displayed on the
다중 회귀 모형 생성부(110)는 도출된 기상 인자에 대한 회귀 계수에 기초하여 다중 회귀 모형을 생성할 수 있다. 여기서, 다중 회귀 모형은 수학식 1과 같이 표현될 수 있다. The multiple regression
[수학식 1][Equation 1]
여기서, 은 보정된 위성 데이터의 일사량이고, 은 일사량 인자에 대한 회귀 계수이고, 는 일사량 인자에 대응하는 데이터 변수이고, 는 기온 인자에 대한 회귀 계수이고, 는 기온 인자에 대응하는 데이터 변수이고, 는 습도 인자에 대한 회귀 계수이고, 는 습도 인자에 대응하는 데이터 변수이고, 는 풍속 인자에 대한 회귀 계수이고, 는 풍속 인자에 대응하는 데이터 변수이고, 는 전운량 인자에 대한 회귀 계수이고, 는 전운량 인자에 대응하는 데이터 변수이고, 는 시정 인자에 대한 회귀 계수이고, 는 시정 인자에 대응하는 데이터 변수이다. here, Is the insolation of the calibrated satellite data, Is the regression coefficient for the insolation factor, Is the data variable corresponding to the insolation factor, Is the regression coefficient for the temperature factor, Is the data variable corresponding to the temperature factor, Is the regression coefficient for the humidity factor, Is the data variable corresponding to the humidity factor, Is the regression coefficient for the wind speed factor, Is the data variable corresponding to the wind speed factor, Is the regression coefficient for the total cloud volume factor, Is the data variable corresponding to the total cloud volume factor, Is the regression coefficient for the correction factor, Is the data variable corresponding to the correction factor.
예를 들어, 기온 인자에 대한 회귀 계수의 경우, 일사량(위성 데이터)에 대비한 기온의 증가량을 나타낸다. 즉, 목표 지점에서의 기온 인자에 대한 회귀 계수가 양(+)의 계수인 경우, 해당 목표 지점에서의 일사량에 대한 기온의 증가율을 나타내고, 목표 지점에서의 기온 인자에 대한 회귀 계수가 음(-)의 계수인 경우, 해당 목표 지점에서의 일사량에 대한 기온의 감소율을 나타낸다. For example, in the case of a regression coefficient for a temperature factor, it represents an increase in temperature compared to insolation (satellite data). That is, if the regression coefficient for the temperature factor at the target point is a positive (+) coefficient, it indicates the rate of increase of temperature relative to the amount of insolation at the target point, and the regression coefficient for the temperature factor at the target point is negative (- In the case of a coefficient of ), it represents the rate of decrease in temperature relative to the amount of insolation at the target point.
이와 같이, 기상 인자에 대한 회귀 계수는 일사량(위성 데이터)과의 관계성을 나타내며, 기상 인자를 통해 일사량의 오차를 일정하게 수렴시킬 수 있다. 다시 말해, 본 발명은 목표 지점별 과거 위성 데이터(과거 일사량)와 과거 기상 관측 데이터(기상 인자에 대응하는 데이터) 간의 증감 경향을 현재 일사량(실시간 위성 데이터) 및 현재 기상 관측 데이터(실시간 기상 관측 데이터)에 반영하여 오차를 보정할 수 있다. In this way, the regression coefficient for the meteorological factor represents a relationship with the amount of insolation (satellite data), and an error in the amount of insolation may be constantly converged through the meteorological factor. In other words, the present invention provides an increase/decrease trend between past satellite data (past insolation) and past meteorological observation data (data corresponding to the weather factor) for each target point, and current insolation (real-time satellite data) and current weather observation data (real-time weather observation data). ) To correct the error.
구체적으로, 일사량 추정부(120)는 기상 인자에 대한 회귀 계수에 기초하여 생성된 다중 회귀 모형에 실시간 위성 데이터 및 실시간 기상 관측 데이터를 반영하여 실시간 위성 데이터로부터 목표 지점의 일사량을 추정할 수 있다. 여기서, 실시간 위성 데이터는 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 실시간 일사량을 포함할 수 있다. 이 때, 다중 회귀 모형에 기초하여 추정된 목표 지점의 일사량은 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 실시간 일사량에 대하여 보정된 일사량이다. Specifically, the
예를 들어, 일사량 추정부(120)는 다중 회귀 모형을 구성하는 일사량 인자에 대응하는 데이터 변수에 일사량(실시간 위성 데이터로부터 도출된 일사량)을 대입하고, 다중 회귀 모형을 구성하는 기온 인자, 습도 인자, 풍속 인자, 전운량 인자 및 시정 인자 각각에 대응하는 데이터 변수에 실시간 기상 관측 데이터로부터 추출된 각 기상 인자에 대응하는 데이터를 대입함으로써 목표 지점의 일사량을 추정할 수 있다. For example, the
일사량 추정부(120)는 생성된 다중 회귀 모형에 기초하여 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 실시간 일사량을 보정하여 목표 지점의 일사량을 추정할 수 있다. The
이와 같이, 본 발명은 복수의 신재생 발전소 각각이 위치한 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 과거 일사량과 과거 기상 관측 데이터를 이용하여 목표 지점별 다중 회귀 모형을 생성하고, 생성된 목표 지점별 다중 회귀 모형에 목표 지점별로 각 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 실시간 위성 데이터 및 실시간 기상 관측 데이터를 반영하여 각 목표 지점별로 일사량을 추정할 수 있다. As described above, the present invention generates a multiple regression model for each target point by using the past insolation and past weather observation data for a region including a target point where each of the plurality of renewable power plants is located, and the generated multiple regression model for each target point For each target point, the amount of insolation may be estimated for each target point by reflecting real-time satellite data and real-time weather observation data for an area including each target point.
도 3a 내지 3c는 본 발명이 적용된 목표 지점별 일사량 테스트 검증 결과를 나타낸 도면이다. 도 3a를 참조하면, 각 목표 지점(19개의 신재생 발전소)별 다중 회귀 모형에 각 목표 지점별 실시간 위성 데이터 및 실시간 기상 관측 데이터를 반영하여 추정된 각 목표 지점별 일사량과 각 목표 지점에 설치된 일사량 센서로부터 측정된 각 목표 지점별 일사량 간의 평균 절대 오차(MAPE, Mean Absolute Error)는 대략 19.21%이고, 평균 제곱근 편차(RMSE, Root Mean Square Error)는 대략 21.61%인 것을 확인할 수 있다. 3A to 3C are diagrams showing the results of verifying the insolation test for each target point to which the present invention is applied. Referring to FIG. 3A, the insolation amount for each target point and the amount of insolation installed at each target point estimated by reflecting real-time satellite data and real-time weather observation data for each target point in a multiple regression model for each target point (19 renewable power plants) It can be seen that the average absolute error (MAPE, Mean Absolute Error) between the insolation amount measured from the sensor is approximately 19.21%, and the Root Mean Square Error (RMSE) is approximately 21.61%.
도 3b를 참조하면, 목표 지점인 제 1 신재생 발전소를 포함하는 고창 지역에 대한 일사량(301, 보정 전인 실시간 위성 데이터에 대응하는 실시간 일사량)과, 제 1 신재생 발전소에 설치된 일사량 센서에 의해 측정된 일사량(303) 및, 제 1 신재생 발전소가 위치한 지점인 목표 지점의 일사량(305, 본 발명에 의해 보정된 일사량)을 비교하면, 일사량 센서에 의해 측정된 목표 지점의 일사량(303)과 다중 회귀 모형에 의해 보정된 목표 지점의 일사량(305)이 비슷한 패턴을 보이고 있음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 3B, the amount of insolation (301, real-time insolation corresponding to real-time satellite data before correction) for the Gochang area including the target point, the first renewable power plant, and measured by the insolation sensor installed in the first renewable power plant When comparing the
도 3c를 참조하면, 목표 지점인 제 2 신재생 발전소를 포함하는 춘천 지역에 대한 일사량(307, 보정 전인 실시간 위성 데이터에 대응하는 실시간 일사량)과, 제 2 신재생 발전소에 설치된 일사량 센서에 의해 측정된 일사량(309) 및, 제 1 신재생 발전소가 위치한 목표 지점의 일사량(311, 본 발명에 의해 보정된 일사량)을 비교하면, 일사량 센서에 의해 측정된 목표 지점의 일사량(309)과 다중 회귀 모형에 의해 보정된 목표 지점의 일사량(311)이 비슷한 패턴을 보이고 있음을 확인할 수 있다. Referring to FIG. 3C, the amount of insolation (307, real-time insolation corresponding to real-time satellite data before correction) for the Chuncheon region including the second renewable power plant as the target point, and measured by the insolation sensor installed in the second renewable power plant When comparing the insolation (309) and the insolation (311, insolation corrected by the present invention) at the target point where the first renewable power plant is located, the
발전량 예측부(130)는 추정된 목표 지점의 일사량에 기초하여 신재생 발전소의 발전량을 예측할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 신재생 발전소의 발전량에 대한 신뢰도를 극대화할 수 있고, 발전 효율을 증대시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 추정된 목표 지점의 일사량에 따라 신재생 발전소의 발전 효율을 진단할 수 있고, 발전 효율이 저하되는 상황 이벤트를 생성함으로써 급격한 발전 효율 감소에 따른 장애 상황을 감지할 수 있다. The
발전량 예측부(130)는 추정된 목표 지점의 일사량에 기초하여 예측된 신재생 발전소의 발전량 및 신재생 발전소의 실제 발전량을 비교하여 신재생 발전소의 발전 성능 및 고장 여부를 진단할 수 있다. The
예를 들어, 도 4를 참조하면, 발전량 예측부(130)는 복수의 신재생 발전소가 설치된 지점에 해당하는 목표 지점별로 추정된 목표 지점의 일사량에 대한 정보를 일사량 분포 인터페이스를 통해 가시화하여 제공할 수 있다. 예를 들어, 발전량 예측부(130)는 입력된 일자 정보 및 특정 목표 지점에 대한 위치 정보에 기초하여 검색된 특정 목표 지점의 일사량에 대한 정보를 일사량 분포 인터페이스를 통해 제공할 수 있다. For example, referring to FIG. 4, the generation
한편, 당업자라면, 회귀 계수 도출부(100), 다중 회귀 모형 생성부(110), 일사량 추정부(120) 및 발전량 예측부(130) 각각이 분리되어 구현되거나, 이 중 하나 이상이 통합되어 구현될 수 있음을 충분히 이해할 것이다. On the other hand, for those skilled in the art, each of the regression
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른, 목표 지점의 일사량 추정 방법을 나타낸 흐름도이다. 5 is a flowchart illustrating a method of estimating solar radiation at a target point according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 단계 S501에서 일사량 추정 서버(10)는 과거 위성 데이터 및 과거 기상 관측 데이터에 기초하여 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출할 수 있다. 여기서, 과거 위성 데이터는 목표 지점(예컨대, 신재생 발전소)을 포함하는 지역에 대한 과거의 일사량을 포함하고, 과거 기상 관측 데이터는 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 과거 기상 관측 데이터일 수 있다. Referring to FIG. 5, in step S501, the solar
여기서, 기상 인자는 일사량 인자, 기온 인자, 습도 인자, 풍속 인자, 전운량 인자 및 시정 인자 중 적어도 하나를 포함하고, 기상 인자에 대한 회귀 계수는 일사량 인자에 대한 회귀 계수, 기온 인자에 대한 회귀 계수, 습도 인자에 대한 회귀 계수, 풍속 인자에 대한 회귀 계수, 전운량 인자에 대한 회귀 계수 및 시정 인자에 대한 회귀 계수 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. Here, the meteorological factor includes at least one of an insolation factor, a temperature factor, a humidity factor, a wind speed factor, a total cloud volume factor, and a visibility factor, and the regression coefficient for the meteorological factor is a regression factor for the insolation factor, a regression factor for the temperature factor. , At least one of a regression coefficient for a humidity factor, a regression coefficient for a wind speed factor, a regression coefficient for a total cloud volume factor, and a regression coefficient for a visibility factor.
단계 S503에서 일사량 추정 서버(10)는 도출된 기상 인자에 대한 회귀 계수에 기초하여 다중 회귀 모형을 생성할 수 있다. In step S503, the
단계 S505에서 일사량 추정 서버(10)는 생성된 다중 회귀 모형에 실시간 위성 데이터 및 실시간 기상 관측 데이터를 반영하여 실시간 위성 데이터로부터 목표 지점의 일사량을 추정할 수 있다. 여기서, 실시간 위성 데이터는 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 실시간 일사량을 포함할 수 있다. In step S505, the solar
도 5에는 도시되지 않았으나, 단계 S501에서 일사량 추정 서버(10)는 과거 기상 관측 데이터로부터 기상 인자에 대응하는 데이터를 추출하고, 과거 위성 데이터 및 기상 인자에 대응하는 데이터 간의 회귀 분석을 통해 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출할 수 있다. 여기서, 회귀 분석은 선형 회귀 분석 및 최소 자승법을 이용한 회귀 분석을 포함할 수 있다. Although not shown in FIG. 5, in step S501, the solar
도 5에는 도시되지 않았으나, 단계 S505에서 일사량 추정 서버(10)는 생성된 다중 회귀 모형에 기초하여 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 실시간 일사량을 보정하여 목표 지점의 일사량을 추정할 수 있다. Although not shown in FIG. 5, in step S505, the solar
상술한 설명에서, 단계 S501 내지 S505는 본 발명의 구현예에 따라서, 추가적인 단계들로 더 분할되거나, 더 적은 단계들로 조합될 수 있다. 또한, 일부 단계는 필요에 따라 생략될 수도 있고, 단계 간의 순서가 변경될 수도 있다. In the above description, steps S501 to S505 may be further divided into additional steps or combined into fewer steps, according to an embodiment of the present invention. In addition, some steps may be omitted as necessary, or the order between steps may be changed.
본 발명의 일 실시예는 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. An embodiment of the present invention may also be implemented in the form of a recording medium including instructions executable by a computer, such as a program module executed by a computer. Computer-readable media can be any available media that can be accessed by a computer, and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. Further, the computer-readable medium may include all computer storage media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다. The above description of the present invention is for illustrative purposes only, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains will be able to understand that other specific forms can be easily modified without changing the technical spirit or essential features of the present invention. will be. Therefore, it should be understood that the embodiments described above are illustrative and non-limiting in all respects. For example, each component described as a single type may be implemented in a distributed manner, and similarly, components described as being distributed may also be implemented in a combined form.
본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다. The scope of the present invention is indicated by the claims to be described later rather than the detailed description, and all changes or modified forms derived from the meaning and scope of the claims and their equivalent concepts should be interpreted as being included in the scope of the present invention. .
10: 일사량 추정 서버
100: 회귀 계수 도출부
110: 다중 회귀 모형 생성부
120: 일사량 추정부
130: 발전량 예측부10: Insolation Estimation Server
100: regression coefficient derivation unit
110: Multiple regression model generator
120: insolation estimation unit
130: generation amount prediction unit
Claims (15)
과거 위성 데이터 및 과거 기상 관측 데이터에 기초하여 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출하는 회귀 계수 도출부;
상기 도출된 기상 인자에 대한 회귀 계수에 기초하여 다중 회귀 모형을 생성하는 다중 회귀 모형 생성부; 및
상기 생성된 다중 회귀 모형에 실시간 위성 데이터 및 실시간 기상 관측 데이터를 반영하여 상기 실시간 위성 데이터로부터 상기 목표 지점의 일사량을 추정하는 일사량 추정부를 포함하는 것인, 서버.
In the server for estimating the amount of insolation at a target point based on satellite data,
A regression coefficient derivation unit for deriving a regression coefficient for a weather factor based on past satellite data and past weather observation data;
A multiple regression model generator for generating a multiple regression model based on the derived regression coefficients for the meteorological factors; And
The server comprising an insolation amount estimating unit for estimating the insolation amount of the target point from the real-time satellite data by reflecting real-time satellite data and real-time weather observation data in the generated multiple regression model.
상기 목표 지점은 신재생 발전소이고,
상기 추정된 일사량에 기초하여 상기 신재생 발전소의 발전량을 예측하는 발전량 예측부를 더 포함하는 것인, 서버.
The method of claim 1,
The target point is a renewable power plant,
The server further comprising a power generation amount predicting unit for predicting the power generation amount of the new and renewable power plant based on the estimated amount of insolation.
상기 기상 인자는 일사량 인자, 기온 인자, 습도 인자, 풍속 인자, 전운량 인자 및 시정 인자 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 기상 인자에 대한 회귀 계수는 상기 일사량 인자에 대한 회귀 계수, 상기 기온 인자에 대한 회귀 계수, 상기 습도 인자에 대한 회귀 계수, 상기 풍속 인자에 대한 회귀 계수, 상기 전운량 인자에 대한 회귀 계수 및 상기 시정 인자에 대한 회귀 계수 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 서버.
The method of claim 1,
The meteorological factor includes at least one of an insolation factor, a temperature factor, a humidity factor, a wind speed factor, a total cloud factor, and a visibility factor,
The regression coefficient for the meteorological factor is a regression coefficient for the insolation factor, a regression coefficient for the temperature factor, a regression coefficient for the humidity factor, a regression coefficient for the wind speed factor, a regression coefficient for the total cloudiness factor, and the The server comprising at least one of the regression coefficients for the correction factor.
상기 회귀 계수 도출부는
상기 과거 기상 관측 데이터로부터 상기 기상 인자에 대응하는 데이터를 추출하고, 상기 과거 위성 데이터 및 상기 기상 인자에 대응하는 데이터 간의 회귀 분석을 통해 상기 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출하는 것인, 서버.
The method of claim 3,
The regression coefficient derivation unit
Extracting data corresponding to the meteorological factor from the past weather observation data, and deriving a regression coefficient for the meteorological factor through regression analysis between the past satellite data and the data corresponding to the meteorological factor.
상기 회귀 분석은 선형 회귀 분석 및 최소 자승법을 이용한 회귀 분석을 포함하는 것인, 서버.
The method of claim 4,
The regression analysis is to include a linear regression analysis and a regression analysis using the least squares method, the server.
상기 과거 위성 데이터는 상기 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 과거의 일사량을 포함하고,
상기 과거 기상 관측 데이터는 상기 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 과거 기상 관측 데이터이고,
상기 실시간 위성 데이터는 상기 지역에 대한 실시간 일사량을 포함하는 것인, 서버.
The method of claim 1,
The past satellite data includes past solar radiation for an area including the target point,
The past weather observation data is past weather observation data for a region including the target point,
Wherein the real-time satellite data includes real-time insolation for the area.
상기 일사량 추정부는 상기 생성된 다중 회귀 모형에 기초하여 상기 지역에 대한 실시간 일사량을 보정하여 상기 목표 지점의 일사량을 추정하는 것인, 서버.
The method of claim 6,
The insolation amount estimating unit is to estimate the insolation amount of the target point by correcting the real-time insolation amount for the area based on the generated multiple regression model.
과거 위성 데이터 및 과거 기상 관측 데이터에 기초하여 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출하는 단계;
상기 도출된 기상 인자에 대한 회귀 계수에 기초하여 다중 회귀 모형을 생성하는 단계; 및
상기 생성된 다중 회귀 모형에 실시간 위성 데이터 및 실시간 기상 관측 데이터를 반영하여 상기 실시간 위성 데이터로부터 상기 목표 지점의 일사량을 추정하는 단계를 포함하는 것인, 일사량 추정 방법.
In the method of estimating the amount of insolation at a target point based on satellite data,
Deriving a regression coefficient for a weather factor based on past satellite data and past weather observation data;
Generating a multiple regression model based on the derived regression coefficients for the meteorological factors; And
And estimating the amount of insolation at the target point from the real-time satellite data by reflecting real-time satellite data and real-time weather observation data in the generated multiple regression model.
상기 목표 지점은 신재생 발전소이고,
상기 추정된 일사량에 기초하여 상기 신재생 발전소의 발전량을 예측하는 단계를 더 포함하는 것인, 일사량 추정 방법.
The method of claim 8,
The target point is a renewable power plant,
The method further comprising predicting a power generation amount of the new and renewable power plant based on the estimated amount of insolation.
상기 기상 인자는 일사량 인자, 기온 인자, 습도 인자, 풍속 인자, 전운량 인자 및 시정 인자 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 기상 인자에 대한 회귀 계수는 상기 일사량 인자에 대한 회귀 계수, 상기 기온 인자에 대한 회귀 계수, 상기 습도 인자에 대한 회귀 계수, 상기 풍속 인자에 대한 회귀 계수, 상기 전운량 인자에 대한 회귀 계수 및 상기 시정 인자에 대한 회귀 계수 중 적어도 하나를 포함하는 것인, 일사량 추정 방법.
The method of claim 8,
The meteorological factor includes at least one of an insolation factor, a temperature factor, a humidity factor, a wind speed factor, a total cloud factor, and a visibility factor,
The regression coefficient for the meteorological factor is a regression coefficient for the insolation factor, a regression coefficient for the temperature factor, a regression coefficient for the humidity factor, a regression coefficient for the wind speed factor, a regression coefficient for the total cloudiness factor, and the Including at least one of the regression coefficients for the correction factor, insolation estimation method.
상기 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출하는 단계는
상기 과거 기상 관측 데이터로부터 상기 기상 인자에 대응하는 데이터를 추출하는 단계 및
상기 과거 위성 데이터 및 상기 기상 인자에 대응하는 데이터 간의 회귀 분석을 통해 상기 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출하는 단계를 포함하는 것인, 일사량 추정 방법.
The method of claim 10,
The step of deriving a regression coefficient for the meteorological factor
Extracting data corresponding to the weather factor from the past weather observation data, and
And deriving a regression coefficient for the meteorological factor through regression analysis between the past satellite data and data corresponding to the meteorological factor.
상기 회귀 분석은 선형 회귀 분석 및 최소 자승법을 이용한 회귀 분석을 포함하는 것인, 일사량 추정 방법.
The method of claim 11,
The regression analysis will include a regression analysis using a linear regression analysis and a least squares method, insolation estimation method.
상기 과거 위성 데이터는 상기 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 과거의 일사량을 포함하고,
상기 과거 기상 관측 데이터는 상기 목표 지점을 포함하는 지역에 대한 과거 기상 관측 데이터이고,
상기 실시간 위성 데이터는 상기 지역에 대한 실시간 일사량을 포함하는 것인, 일사량 추정 방법.
The method of claim 8
The past satellite data includes past solar radiation for an area including the target point,
The past weather observation data is past weather observation data for a region including the target point,
The real-time satellite data includes real-time solar radiation for the area.
상기 목표 지점의 일사량을 추정하는 단계는
상기 생성된 다중 회귀 모형에 기초하여 상기 지역에 대한 실시간 일사량을 보정하여 상기 목표 지점의 일사량을 추정하는 단계를 포함하는 것인, 일사량 추정 방법.
The method of claim 13,
Estimating the amount of insolation at the target point
And estimating the amount of insolation at the target point by correcting the amount of insolation in real time for the region based on the generated multiple regression model.
상기 컴퓨터 프로그램은 컴퓨팅 장치에 의해 실행될 경우,
과거 위성 데이터 및 과거 기상 관측 데이터에 기초하여 기상 인자에 대한 회귀 계수를 도출하고,
상기 도출된 기상 인자에 대한 회귀 계수에 기초하여 다중 회귀 모형을 생성하고,
상기 생성된 다중 회귀 모형에 실시간 위성 데이터 및 실시간 기상 관측 데이터를 반영하여 상기 실시간 위성 데이터로부터 상기 목표 지점의 일사량을 추정하도록 하는 명령어들의 시퀀스를 포함하는, 매체에 저장된 컴퓨터 프로그램.A computer program stored in a medium comprising a sequence of instructions for estimating an amount of insolation at a target point based on satellite data,
When the computer program is executed by a computing device,
Derive regression coefficients for meteorological factors based on past satellite data and past weather observation data,
Generate a multiple regression model based on the regression coefficients for the derived meteorological factors,
A computer program stored in a medium comprising a sequence of instructions for reflecting real-time satellite data and real-time weather observation data to the generated multiple regression model to estimate the amount of insolation at the target point from the real-time satellite data.
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2019
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