Title Probabilistic Forecasting of Solar Irradiance Using a MesoscaleMeteorological Model( 内容と審査の要旨(Summary) )
Author(s) LIU, YUAN YUAN
Report No.(Doctoral Degree) 博士(工学) 工博甲第505号 Issue Date 2016-03-25 Type 博士論文 Version ETD URL http://hdl.handle.net/20.500.12099/54564 ※この資料の著作権は、各資料の著者・学協会・出版社等に帰属します。
別紙様式第１６号（論文内容の要旨及び論文審査の結果の要旨） 氏 名 （ 本 籍 ） 学 位 の 種 類 学 位 授 与 番 号 学 位 授 与 日 付 専 攻 学 位 論 文 題 目 学位論文審査委員 LIU YUANYUAN （ 中国 ） 博 士（工学） 甲第５０５号 平成２８年３月２５日 環境エネルギーシステム専攻
Probabilistic forecasting of solar irradiance using a mesoscale meteorological model （メソ気象予報モデルを用いた日射強度の確率予測） （主 査）吉野 純 （副 査）玉川 一郎・小林 智尚 論 文 内 容 の 要 旨 本論文では，太陽光発電の発電量に直接に関係する日射強度を気象予報モデルにて予測す る手法として日射強度のみならずその予測信頼度あるいは予測幅も予測しうる手法を提案し た． 本研究では中部地方を対象に，当日から2 日先までの短期の日射強度を局地気象モデルを 用いて予測する手法を開発した．そしてその予測結果を観測結果と比較した結果，自乗誤差 が約110 W/m2 と高い精度を示したもののバイアス誤差が 50 W/m2 と観測結果に比べて過大 に予測する傾向が見られた． そこで次に，気象予報モデルの予測結果にさらに統計モデルを適用この過大評価の問題の 解消を試みた．統計モデルにはカルマンフィルターを採用し，過去の観測結果と予測結果か ら気象モデルで予測された現在の日射強度を補正した．これにより日射強度予測のバイアス 誤差が解消され，自乗誤差も80 W/m2 と改善された． 統計モデルによる気象モデル予測結果の補正と並行して，アンサンブル予測による日射予 測の予測信頼度あるいは予測区間の推定技術の開発を行った．アンサンブル予測とは対象地 域・期間の天候および日射強度を異なる条件のもとで予測し，複数の予測結果から尤もらし い予測結果を推定する手法である．申請研究では異なる初期値を用いて効率的にアンサンブ ル予測を実施する手法提案し，アンサンブル予測を行った．その結果，例えば90%予測区間 など任意の予測区間を含めた日射強度予測が可能となり，予測の信頼性評価も可能となった． 最後に，このアンサンブル予測の予測精度向上を試みている．ここでは気象モデルによる 予測結果を統計モデル，カルマンフィルターにより補正し，予測精度を向上させた日射強度 予測結果をアンサンブル予測に用いた．その結果，予測幅の大きさが縮小するとともに予測 結果の予測区間が当初設定した予測区間とほぼ同等となるなど，アンサンブル予測で明確な 制度改善が見られた．これより高精度の日射強度アンサンブル予測を可能とするモデルが開 発できたとともに，その有用性を示した． 論文審査結果の要旨 申請研究は太陽光発電の発電量に直接関係する日射強度を高精度に予測する手法，予測信 頼度あるいは予測区間を推定する手法を提案している．本研究は再生可能エネルギーが普及 する社会で電力網の安定維持を実現するための具体的技術として有益であり，学位論文とし ての価値を認める． 最終試験結果の要旨
最終試験には合格している． 発表論文（論文名、著者、掲載誌名、巻号、ページ） 発表論文 １．メソ気象モデルWRF による日射計算の精度検証 嶋田進，劉媛媛，夏慧，吉野純，小林智尚，板垣昭彦，宇都宮健史，橋本潤 太陽エネルギー vol. 38 No. 5 pp.41-48 2． 気象モデルによる日射予測 その 1：予測システムの概要と精度検証 嶋田進，劉媛媛，吉野純，小林智尚，和澤良彦 太陽エネルギー vol. 39 No. 3 pp.53-59 3． 気象モデルによる日射予測 その 2：カルマンフィルターによる予測の高精度化 嶋田進，劉媛媛，吉野純，小林智尚，和澤良彦 太陽エネルギー vol. 39 No. 3 pp.61-67
4． Solar irradiance forecasting using the WRF model and Kalman filter
Yuanyuan Liu, Susumu Shimada, Jun Yoshino, Tomonao Kobayashi, Kiyotaka Furuta and Yasushi Miwa
Grand Renewable Energy 2014 Proceedings, 4p 参考論文 1． 局地気象予報モデル・アンサンブル予測手法を用いた日射強度予測の試み 劉媛媛，嶋田進，吉野純，小林智尚，古田清隆，三輪靖 平成26 年電気学会全国大会，pp230-231 2． 気象予報モデルとカルマンフィルターを用いた日射強度のアンサンブル予測 劉媛媛，馬渕伸也，嶋田進，吉野純，小林智尚 太陽／風力エネルギー講演論文集（2014），pp349-352 3． 気象予報モデルと多変量カルマンフィルターによる日射強度のアンサンブル予測 劉媛媛，馬渕伸也，嶋田進，吉野純，小林智尚 平成27 年電気学会全国大会，pp113-114
