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研究生: 謝恩勝
Hsieh, En-Sheng
論文名稱: 類神經小波網路用於太陽能電池發電預測之研究
Wavelet-Transformation Based Neural Networks for Solar PV Generation Forecasting
指導教授: 楊宏澤
Yang, Hong-Tzer
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 電機資訊學院 - 電機工程學系碩士在職專班
Department of Electrical Engineering (on the job class)
論文出版年: 2013
畢業學年度: 101
語文別: 中文
論文頁數: 48
中文關鍵詞: 太陽能小波轉換類神經網路倒傳遞類神經網路
外文關鍵詞: Solar cell, Wavelet transform, Neural network, Back-propagation neural network
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  • 現今油價居高不下,在許多可替代再生能源中,太陽能對台灣較具發展優勢,且太陽能電池生產技術台灣領先全球居領導地位,台灣南部又擁豐富的日照及光電產業發展健全,故以南部某光電產業太陽能電池發電資料為基礎,預測太陽能發電量,可做為政府或民間廠商設立太陽能發電廠的參考資料。
    本文太陽能發電預測方法主要將太陽能發電歷史資料藉由Matlab小波轉換後,再將小波轉換後所產生資料經由倒傳遞類神經網路訓練,進而預測未來一天至未來一周的太陽能發電量。其中因太陽能發電受天氣影響其預測發電準確度,例如日射量、氣溫、降雨量皆會影響發電量,因此將太陽能發電預測依季節分為春天、夏天、秋天、冬天,以提高發電量準確度。本論文使用的氣候參數包括參考氣象預報之太陽照度時數及降雨量,數據包括台南地區2011年8月到2012年9月年的氣象資料。
    經由模擬結果顯示本論文使用小波轉換加倒傳遞類神經網路預測,較一般傳統類神經網路預測其平均相對誤差(Mean Relative Error)準確度提高46.3%、均方根誤差(Root Mean Squared Error)準確度提高18.5%。

    Today's high oil prices, many alternative renewable energy, solar Taiwan more development advantages, and solar cell production technology of Taiwan's leading global leader in southern Taiwan and owns abundant sunshine and optoelectronics industry development of sound, so to the photoelectric industry solar cell power generation based on data, to predict the amount of solar power, can be used as a reference of the government or private companies to set up solar power plants.
    In this thesis, solar power prediction method is mainly the history of solar power by wavelet transform Matlab wavelet transform, and then after the wavelet transform to generate data via back-propagation neural network training, to predict the next day to the next week's solar capacity.
    Due to solar power generation affected by the weather accuracy of its predictive power generation, such as solar radiation, temperature, rainfall will influence the power generation, solar power generation forecast according to the season is divided into spring, summer, autumn, winter, to improve the accuracy of power generation. Climate parameters used in this paper, including reference to the weather forecast of sun illumination hours and rainfall, including Tainan area from August 2011 to September 2012, the meteorological data.
    Simulation results show that our wafer transform plus back-propagation neural network to predict than the traditional neural network to predict the average relative error (Mean Relative Error) improve the accuracy of 46.3%, root mean square error (Root Mean Squared Error ) improve the accuracy of 18.5%.

    摘 要 I Abstract II 誌 謝 IV 目 錄 V 表目錄 VIII 圖目錄 IX 第一章 緒論 1 1.1 研究背景與動機 1 1.2 文獻回顧 2 1.3 研究方法 3 1.4 論文結構 5 第二章 太陽能系統與日照量簡介 6 2.1 太陽能發電原理與種類介紹 6 2.1.1 太陽能電池發電原理 6 2.1.2 太陽能電池種類介紹 8 2.2 太陽能發電系統簡介[2][6][9] 10 2.2.1 獨立型(Stand-Alone) 10 2.2.2 市電併聯型(Grid-connected) 11 2.2.3 緊急防災型(獨立/併聯混合型) 12 2.3 太陽能發展現況 12 2.3.1 太陽光電國外市場現況與趨勢 12 2.3.2 太陽光電國內市場現況與趨勢 14 第三章 小波轉換與類神經網路簡介 16 3.1 小波轉換 16 3.1.1 連續小波轉換(Continuous Wavelet Transform) 17 3.1.2 離散小波轉換(Discrete Wavelet transform) 18 3.2 類神經網路 19 3.2.1 類神經網路 19 3.2.2 類神經網路學習過程 22 3.3 倒傳遞神經網路 23 3.3.1 倒傳遞神經網路架構 23 3.3.2 倒傳遞神經網路的訓練過程 25 第四章 太陽能發電預測與結果 27 4.1 簡介本文太能發電設備 27 4.2 太陽能發電資料整理 28 4.2.1 太陽能系統發電量資料 28 4.2.2 地表日照量與降雨機率資料 29 4.3 每季太陽能發電預測結果 29 4.3.1 春天太陽能發電預測結果 30 4.3.2 夏天太陽能發電預測結果 33 4.3.3 秋天太陽能發電預測結果 36 4.3.4 冬天太陽能發電預測結果 39 4.4 結果與討論 42 第五章 結論與未來展望 45 5.1 結論 45 5.2 未來展望 46 參考文獻 47

    參考文獻
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    下載圖示 校內:2016-07-23公開
    校外:2016-07-23公開
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