太阳辐射对大型渔光互补光伏电站发电效益影响分析

以江苏宝应生态渔业光伏发电"领跑者"示范基地为研究对象，定量分析了不同辐射指标对渔光互补光伏发电效益的影响机制.结果表明：太阳辐射对渔光互补光伏电站发电效益有着显著影响，且存在季节性波动，在夏秋季日并网峰值及发电量较大，稳定性较高，而冬春季发电效益和稳定性较差；太阳辐射指标与日并网功率最大值相关性较高，且呈明显对数关系，而日发电量与太阳辐射指标呈明显线性关系；不同月份并网功率最大值和发电量与平均辐照度、最大辐照度和累计辐照量均呈正相关关系，影响月并网功率峰值最为明显的是最大辐照度，而影响月发电量最为明显的指标是有效利用小时数.通过研究发现，在该地区开展光伏发电功率预测和前期太阳能资源开发利用评估时，可采用平均辐照度、最大辐照度、日累计辐照量3个指标作为参考指标.     

太阳能光伏发电量预报方法的发展

太阳能光伏发电技术成为当今世界可再生能源发电领域的一个研究热点。在未来,我国大规模的并网光伏发电系统将持续快速发展,但目前我国对太阳能光伏发电量预报方法的研究还很薄弱,几乎没有可满足实际太阳能光伏发电量预报需求的方法和系统。太阳能光伏发电量预报,主要是通过太阳总辐射的准确预报,结合光伏电站历史发电量数据分析,进而得到光伏发电量预报。通过对国内外太阳能光伏发电量预报方法的介绍和分类,以及对国际上太阳能光伏发电量预报系统建设的介绍,希望对我国太阳能光伏发电量预报系统发展起到一定的促进和推动作用。     

山西省太阳能资源时空分布特征及利用潜力评估

按照中国气象局发布的太阳能资源评估方法,利用山西省近30 a 3个辐射观测站的太阳总辐射资料和105个站的日照资料,采用气候学方法计算了山西省的太阳总辐射,在分析山西省太阳总辐射的空间分布和时间演变特征的基础上,计算了山西省太阳能资源的各种参数,对区域太阳能资源潜力进行了客观评估。结果表明山西省太阳能资源储备丰富、稳定、可开发利用日数较多,特别是山西北部地区,尤其适合进行太阳能资源开发利用。     

Multimodel ensemble projection of photovoltaic power potential in China by the 2060s

为了实现能源转型的目标,中国对太阳能的需求一直在极速增长.然而,太阳能发电潜力受到天气条件的影响并预期在气候变暖背景下发生改变.本文中,作者利用第六次国际耦合模式比较计划(CMIP6) 24个气候模式的气象变量以及4个不同形式的光伏模型,预估了在2060年代低排放或高排放情况下中国的光伏发电潜力.多模式集合平均光伏功率在2004-2014年为277.2 KWh m^-2 yr^-1,并呈现出从西到东的下降趋势.到2054-2064年,在低排放情景下,全国平均光伏发电潜力将增加2.29%,而在高排放情景下则减少0.43%.低排放情景的排放控制大大增强了地表太阳辐射,促进了东部的光伏发电.相反,在高排放情景下,强烈的变暖对光伏发电产生了抑制作用.极端暖事件使光伏发电潜力在低排放情景下降低0.28%,而高排放情景下降低0.44%,分别相当于当代损失量的两倍和三倍.预估表明排放控制带来的清洁空气和适度变暖对中国未来的太阳能利用是有益的.     

光伏阵列最佳倾角计算方法的进展

为了提高光伏电站运行效率,增加发电量,需要综合考虑各种因素,计算并确定电站光伏阵列安装的倾角。针对固定角度安装的并网光伏发电系统最佳倾角设计,如果不能直接获取水平面上总辐射量和直接辐射量,则首先需要利用其他气象资料进行水平面上太阳辐射量的气候学计算,然后采用某种辐射模型计算阵列斜面辐射量,进而计算最佳倾角。通过对计算中各个步骤的方法进行分类总结,比较不同方法的优缺点,给出了计算方法适用条件和建议。还比较了国内常用的光伏电站设计辅助软件特点。最后总结了目前最佳倾角计算领域新的研究方向和实际应用中亟待解决的问题等。     

影响光伏发电功率的气象因子分析及其预测检验

利用贵州省普安磨舍光伏电站2020年逐15 min的光伏发电功率、辐射资料与气象站资料，对光伏发电功率变化特征及影响光伏发电功率的气象因子进行分析，建立了光伏发电功率的预测模型，并利用CFSv2模式资料开展月内预测检验。结果表明：光伏电站发电功率呈现早晚低、中午高的单峰型日变化特征，其中春季发电功率值最大，夏季次之，冬季最小。影响光伏发电功率最关键的气象因子为总辐射和日照时数，其相关系数均在0.9以上。5种组合的线性回归预测模型检验结果显示，利用平均气温、最高气温、日较差建立的预测模型预测效果最好，而利用单一气象因子的预测效果最差。为增加光伏发电功率的预测准确率，可根据预测服务需求，并用延伸期模式资料开展光伏发电功率滚动订正预测。     

1980-2020年山西省极端降水的研究

基于1980-2020年山西省109个气象观测站点的逐日降水资料,选取10个极端降水指数,采用气候倾向率、相关分析、因子分析、R/S预测方法等方法,对山西省极端降水进行了时空分布的研究,以期为山西省的气候变化、生态环境保护、防灾减灾、气象服务工作提供参考依据,结果表明：(1)从时间尺度来看,1980-2020年期间,山西省极端降水的强度和极值都有明显增加,连续干旱日数和连续湿日日数呈下降趋势,其余均表现出不同程度的增加,其中年总降水量增加幅度最明显;从空间尺度来看,年总降水量、降水强度、降水频率、极值均为从西北向东南逐渐增多,空间差异较明显;从各站点的空间分布来看,北部和中部地区的极端事件增加最显著,北部地区的干旱日数仍以增加趋势为主,连续湿日日数气候倾向率的空间差异较大,中部地区站点显著增加,南北部以减少趋势为主;(2)基于相关分析方法表明各极端降水指数(除干旱日数外)与年总降水量都有很好的相关关系,强降水量和极强降水量对年总降水量的贡献值呈现出增加趋势;采用因子分析方法提取了3个公共因子,方差贡献率累计达到了87％,可以看出极端降水强度和降水量指数在对极端降水方面影响较大;利用R/S分析法可以得到年总降水量、中雨日数、大雨日数、最大5日降水量这几个指数未来呈现弱减少趋势,而干旱日数仍为减少趋势,连续湿日日数为持续弱增加趋势。总体看来,山西省极端降水近年来呈现出增加趋势,在空间分布有明显差异。     

辽宁省追踪式与最佳倾角斜面总辐射的推算与分析

利用辽宁省1993—2016年61个气象站的日照百分率逐月数据、6个太阳辐射观测气象站的逐时太阳总辐射数据,采用太阳辐射的气候学计算方法、Klein各向异性散射模型和Hay各向异性散射模型分别推算各站水平面、最佳倾角斜面和追踪式斜面的太阳总辐射的推算值并进行了对比与分析。同时利用1993—2016年日平均总云量数据,得到各站的累年平均晴天日数,并分析辽宁省太阳总辐射空间分布差异的原因。结果表明:全省最佳倾角角度为36°～41°,最小出现在金州,最大分别出现在康平、昌图、法库和西丰;最佳倾角斜面太阳总辐射在辽宁西部和北部地区明显偏多,其中,朝阳北部和阜新西部部分地区最多;追踪式斜面较最佳倾角斜面太阳总辐射的增加量和提升百分比的幅度均较大,分别达到约700～2300 MJ/m2和13%～41%,且存在较明显的呈区域性分布特征,其中,太阳总辐射的增加量在辽宁西部更明显,而太阳总辐射的提升百分比则以沿海地区的幅度更大,超过37%,大连南部更是超过39%;晴天日数或云量是影响辽宁省太阳能总辐射的空间分布差异的主要因素。     

2011—2021年安徽省闪电时空分布特征分析

利用2011—2021年安徽省地闪资料，对全省闪电时空分布特征进行统计分析。结果表明：负地闪为安徽省地闪主要类型，占地闪总数的94.02%，每年5—9月是闪电活动高发期，8月闪电频次最大，但地闪回击电流峰值最小，正地闪比例随总地闪发生次数的减少而增多。日变化特征中，闪电多发时段为14—19时，与强对流天气活跃时段对应，平均地闪回击电流峰值波动相对较小，最大值出现在06时。全省地闪平均密度为1.72次/（km2·a），空间分布呈南高北低特征，与地闪回击电流峰值分布大致相反。对安徽省总地闪频次进行主成分分析表明，前5个特征向量累计方差贡献达到90.05%，能够全面反映安徽省闪电整体异常结构，全省闪电活动及频次变化趋势基本一致，但南北存在明显差异，空间分布型可划分为全省一致型、大别山区型、江淮东部型、江南江北型和沿淮型，安徽省南部地区的水汽条件、热力条件和触发机制均优于北部地区，更易发生雷暴等强对流天气。     

浙江春马铃薯安全出苗期时空变化特征

利用浙江省64个气象站1990—2019年逐日最低气温数据,计算确定浙江省各地区近30 a的马铃薯安全出苗期的初日,研究分析浙江省各地区马铃薯出苗期在不同保证率下的空间分布与时间变化。结果表明：全省安全出苗期的空间分布大体呈现南部地区早于北部、平原和盆地地区早于山区、沿海早于内陆的趋势。浙南地区马铃薯的安全出苗期最早,100%保证率下平均出现在3月中下旬。由南向北各地区安全出苗期逐渐延后,100%保证率下最北端嘉兴和湖州的马铃薯安全出苗期出现在4月上旬。随着保证率的不断下降,各地区的出苗期也相应提前,提前幅度随着保证率的下降不断减小;从时间变化来看,近30 a全省安全出苗期的变化有着明显的地域差异,北部地区大体呈现提前的趋势,南部则呈现延后的趋势,浙江南部和北部马铃薯安全出苗期的差异正逐渐缩小。     

基于通用热气候指数的四川省舒适度区划研究

利用四川省156个国家气象站1980~2020年逐日观测资料、2018~2020年逐时观测资料和3DCloudA总云量格点数据,计算逐日和逐时通用热气候指数（Universal Thermal Climate Index,UTCI）,以UTCI介于9~26℃为室外热环境舒适状态的判定标准,在统计分析各站点年均UTCI值、年均舒适日数、月均舒适日数及日均舒适小时数的基础上,研究了四川地区舒适度区划。结果表明:盆地大部分地区为夜间舒适和春秋舒适;阿坝州南部、甘孜州西部和凉山州北部为日间舒适和夏季舒适;攀西地区南部总体呈现全天和冬季舒适的特征;甘孜州北部、中部和阿坝州北部均表现为人体不舒适的特征。      

近48a山西暴雨日数气候特征及其变化趋势

利用山西省68个气象台站近48 a(1961-2008年)的逐日降水资料,采用线性趋势分析、Mann-Kendall法、Morlet小波变换以及合成分析等统计方法,分析了山西省暴雨发生次数(日数)的时空分布特征及其变化规律。结果表明:全省暴雨发生次数存在由南向北递减的空间分布特征,暴雨主要集中在太行山以南的晋东南一带;在季节分布上,暴雨主要出现在汛期(5-9月),特别是主汛期(7-8月)是全省暴雨最集中的时段;在旬季分布上,暴雨次数从5月中旬开始缓慢增加,7月上旬则急剧增加,7月下旬达到峰值。近48 a来全省暴雨日数呈现出下降趋势,尤其是7月份下降趋势最为明显;上世纪70年代末暴雨发生次数出现了较为明显的转折,全省大部分地区暴雨发生次数有所减少,特别是在晋东南南部一带和吕梁山北部地区减幅最大。     

吉林省太阳能资源及其利用区划的探讨

本文利用1961-2006年长春和延吉两站逐月的太阳辐射资料、全省各个气象站同期的日照百分率和水汽压资料,以及吉林省各地的海拔高度和经纬度资料,计算了全省各地各月及年的太阳总辐射值。利用太阳总辐射计算值分析了全省太阳总辐射的时空分布特征,并对太阳能资源进行区划。分析得出,吉林省月、年平均太阳总辐射呈逐年减少的变化趋势;年太阳总辐射基本呈东少西多的空间分布特征;在太阳能资源区划中,白城市、松原市、四平市、长春市西部、通化市西北部以及白山市大部太阳能资源属于三级,长春市北部和东部、辽源市大部、吉林市、通化市大部、白山市北部和延边州大部属于四级。     

干旱、半干旱区光伏发电设施的生态-水文效应研究评述

干旱、半干旱地区具有少雨、入射辐射强的特点,是发展大规模光伏产业的理想区域,但光伏设施的建造运营会改变辐射、降雨等环境要素的空间分配,将对干旱、半干旱区脆弱的生态系统产生影响。从局地微气候、生态水文过程、区域生态格局和节能减排等角度评述了光伏发电设施的潜在生态水文效应,系统总结了近20年来国内外关于光伏产业发展对生态环境影响方面的研究成果。指出干旱、半干旱区大型光伏设施改善了光伏阵列间局地微气候与土壤温湿度,使得局地植被盖度和固碳潜力有所增加,但也产生了一些负面影响,如破坏了动物的栖息地、捕食策略和食物可获得性等。认为未来需加强对大型光伏系统影响下的生态水文过程的观测,识别生态水文变化机制,建立不同时空尺度下的概念模型和物理模型,探索"跨界融合"的商业模式,提高干旱、半干旱区光伏系统的环境效益和经济效益。     

水上光伏发电系统雷电防护技术

光伏发电系统是一种清洁、安全、便利、高效的新兴发电产业。近年来,以"渔光互补"为代表的水上光伏发电系统发展显著,很大程度上解决了建设传统光伏电站土地资源稀缺等难题,有效提高了土地综合利用效益。为了防止和减少雷电对水上光伏发电系统造成的设备损害和人身伤害,确保光伏发电系统安全可靠运行,通过分析所在地的雷电环境特征及雷电危害途径,结合水上光伏发电系统的布置形式和结构特征,提出综合性雷电防护方案,采取由接闪器、引下线和接地装置组成的外部防雷装置来预防直击雷危害;综合应用等电位连接和共用接地系统、屏蔽及合理布线、安装电涌保护器来有效减少雷电过电压,以及雷击电磁脉冲对光伏发电系统造成的电气和电子系统损坏。     

基于GIS的石漠化区域光伏项目建设适宜容量估算 —以镇宁县、紫云县及关岭县为例

该文利用卫星遥感技术,采用30米DEM及16米GF1号卫星遥感数据,选取安顺市镇宁县、紫云县及关岭县区域内坡度、坡向及石漠化情况进行卫星遥感反演。结合气象站点日照资料,运用ArcGIS软件对三个县石漠化区域光伏利用潜力分布进行空间分析,计算光伏项目建设适宜容量,得到光伏电站建设的空间适宜性分布。通过研究表明,关岭县适宜建设面积为149.6km2,占总面积42.3%,镇宁为85km2,占24%,紫云占33.7%,适宜建设面积为119.1km2;三个县总适宜装机容量达3315.9万千瓦,其中关岭为1402.5万千瓦,镇宁为796.9万千瓦,紫云为1116.6万千瓦。精细化提取石漠化区光伏建设适宜区域并定量估算装机容量,能够为该区域进行太阳能资源开发提供科学依据     

内蒙古东南部暴雨洪涝灾害风险评估与区划——以通辽市为例

文章选取通辽市各气象站点气象数据、基础地理信息数据、历史灾情数据、第二次土地调查数据及相关社会经济等统计数据,基于自然灾害风险原理,利用数理统计、层次分析法及空间叠加分析等方法,提出了通辽市暴雨洪涝灾害风险评价指标体系,得到通辽市暴雨洪涝灾害风险评估空间分布图。结果表明:高风险区主要分布在通辽市北部山区、中东部地区及偏南部地区,包括扎鲁特旗鲁北镇、科尔沁区、科左中旗东南部及库伦旗东南部;而科左后旗大部地区易形成由短时强降水引发的洪涝,为次高风险区;低风险区及次低风险区主要分布在通辽市中部、西南部地区,包括开鲁县、奈曼旗北部、科左中旗西部。     

2005—2015年广东省森林生态系统净初级生产力时空变化特征

基于MODIS的森林植被净初级生产力(NPP)数据,辅以气候和土地利用数据,利用GIS和统计分析方法,探讨了2005—2015年广东省森林植被NPP的时空特征。结果表明:1)时间趋势上,2005—2015年广东省森林植被年NPP均值以及年NPP总量总体上均呈现波动上升的趋势。2)空间分布上,2005—2015年广东省森林植被NPP存在空间异质性。年NPP均值最大值为潮州市,最低的地区是中山市和湛江市。3)空间趋势上,广东省森林植被NPP有15.93%为无显著变化区域,显著上升和显著下降区域分别为63.45%和20.62%;2005—2015年广东省森林植被NPP呈显著下降的区域主要分布广东省北部地区的清远市、韶关市、河源市、梅州市以及零星分布在南部的湛江市,NPP呈显著上升的区域主要分布在广东省的中南部地区茂名市、阳江市、云浮市等。4)气温和降水对森林植被NPP均值的影响呈现明显的空间分异特征。     

黑龙江省短历时降水时空分布特征研究

以百分位法和空间系统聚类法为理论基础，利用GIS空间插值技术，分析近30 a(1991—2020年)黑龙江省短历时（1 h、3 h、6 h、12 h）降水时空分布特征。结果表明：黑龙江省短历时降水分布趋势与夏季降水量分布趋势差异较大；短历时降水极值分布较为分散，基本上在西部松嫩平原地区最高，北部大、小兴安岭地区和东南山区最低；短历时降水99%、95%和90%分位，在西部松嫩平原地区最高，向东南和东部两个方向逐渐降低，大、小兴安岭最低；短历时降水从极值到99%、95%、90%分位降水量迅速下降，短历时降水高值在总降水样本中出现比例较小；黑龙江省各短历时降水的极值和均值年际变化趋势基本一致，各短历时的极值均呈明显增加趋势，历时越短增加趋势越明显。     

三种干旱指数在山西省干旱分析中的比较

利用1957-2003年山西省30个测站逐月、逐年降水量、平均气温资料、降水距平百分率、帕尔默指数和Z指数等三种干旱指数的计算方法和判定标准,分别在山西省北部、中部、南部和全省的旱涝状况进行判定的基础上,对三种干旱指数的判定结果进行了比较和相关分析。结果表明：（1）从旱涝年发生频次来看,降水距平百分率判别干旱的趋势可信...