Chỉ số sáng hàng ngày

Chương 2 MÔ HÌNH MARKOV ẨN CHO DÃY CHỈ SỐ SÁNG

2.1. B ỨC XẠ MẶT TRỜI VÀ CHỈ SỐ SÁNG HÀNG NGÀY

2.1.4. Chỉ số sáng hàng ngày

Tỷ lệ của bức xạ toàn phần Gt đối với bức xạ nằm ngang ngoài khí quyển It đƣợc định nghĩa là chỉ số sáng và đƣợc ký hiệu là kt

t t

k G

 I

(2.6) Chỉ số sáng là số lƣợng cần thiết để tập trung vào việc phân tích các biến thiên về sự bức xạ năng lƣợng mặt trời. Chỉ số sáng cho một tỷ số giữa năng lƣợng thực tế trên mặt đất với năng lƣợng gốc có sẵn tại đỉnh của bầu khí quyển đang tính, do đó có thể tính đƣợc độ trong sáng của bầu khí quyển tại thời điểm t. Chỉ số này càng gần về 1, ngày càng trong tại thời điểm t.

Đối với các dự báo dài hạn, chỉ số sáng thường được xem xét trên 1 khoảng thời gian t cho trước. Được kí hiệu là Kt và được định nghĩa là tỷ lệ giữa tổng bức xạ nằm ngang trên mặt đất và bức xạ nằm ngang ngoài trái đất trên cùng 1 khoảng thời gian t.

s .

t t

t s

G ds K

I ds

 



 

 (2.7) Những chu kỳ (thời kỳ) thường được sử dụng trong phép lấy tích phân là ngày và giờ, đƣợc gọi lần lƣợt là chỉ số sáng hằng ngày và chỉ số sáng theo giờ.

Trong tính toán thực tế, dựa vào các giá trị đo đƣợc rời rạc và sự phân hoạch thời gian rời rạc trên khoảng , chỉ số sáng trên đƣợc tính nhƣ sau:

̅ (2.8) Trong đó:

 ̅ là trung bình của bức xạ tổng đo đƣợc trên .

 ̅ là trung bình của bức xạ tổng tính đƣợc trên .

Hiện tại các phần mềm thống kê nhƣ Matlab, R,… đều có các gói chương trình xây dựng mô hình xác suất và các vấn đề liên quan. Luận văn sử dụng phần mềm Matlab với các chương trình tính toán như sau:

 Tính trung bình ̅ đo đƣợc hàng ngày

Tạo hàm tính trung bình của tổng bức xạ nằm ngang trên mặt đất function G_tb=G_tb(31)

clear all; close all; clc;

% Lấy dữ liệu („dl‟ là tên của file chứa dữ liệu) load('dl');

y=data;

Tính trung bình G_tb đo được hàng ngày:

% Tạo dãy bức xạ G của 30 ngày đầu (mỗi dãy gồm 48 dữ liệu) và tính trung bình

for i=1:30

G=y((i-1)*48+1:i*48);

G_tb(i)=mean(G(find(G>0)));

End

% Tạo dãy G của ngày thứ 31 (gồm 34 dữ liệu) và tính trung bình G=y(30*48+1:length(y));

% Trung bình của tổng bức xạ nằm ngang trên mặt đất G_tb(31)=mean(G(find(G>0)));

 Tính trung bình ̅

Tạo hàm tính trung bình của tổng bức xạ nằm ngang ngoài trái đất function I_tb=I_tb(274:304)

clear all; close all; clc;

% Lấy dữ liệu („dl‟ là tên của file chứa dữ liệu) load('dl');

y=data;

Tính các thông số liên quan

% Hằng số mặt trời Solar_constant = 1367;

% Chuyển từ độ sang radian và ngƣợc lại deg2rad = pi/180;

rad2deg = 180/pi;

% Vĩ độ, kinh độ tại nơi khảo sát: Cần Thơ

% vĩ độ của Cần Thơ 10°01'58"N vido=10.02;

% kinh độ của Cần Thơ: 105°47'02" E kinhdo=105.78;

% kinh độ của kinh tuyến thời gian chuẩn gần vị trí khảo sát kinhtuyenchuan=105;

Tạo vòng lặp tính I_tb

% Tạo vòng lặp 365 ngày của năm

% từ 1/10/2013-31/10/2013 for dd=274:304

% Định nghĩa ngày trong năm Day_Number = dd;

% Tính độ lệch (góc lệch)

% thuộc nhóm công thức CT (2.4)

dolech=23.45 * sin((360 * (284 + Day_Number) / 365) * deg2rad);

%Tính phương trình thời gian (đơn vị: phút)

pttg = 229.18*(0.000075+0.001868*cos(2*pi/365*( Day_Number-1))- 0.032077*sin(2*pi/365*( Day_Number-1)) ...

-0.014615*cos(2*(2*pi/365*(Day_Number-1)))- 0.04089*sin(2*(2*pi/365*(Day_Number-1))));

Et(Day_Number)=pttg; % thuộc nhóm CT (2.4)

% Phân hoạch thời gian tạm thời

%Chia 1 giờ ra làm L phần L=3600;

%Thời gian chuẩn TC=4:1/L:20;

TN = size(TC,2);

w1=zeros(1,TN);

ww1=zeros(1,TN);

% Tính góc giờ (đơn vị: độ, chú ý: kinhtuyenchuan và kinhdo đƣợc tính theo độ nên khi chuyển sang giờ phải chia 15)

w1=15*(12 -(TC-(kinhtuyenchuan-kinhdo)/15+pttg/60)); % thuộc nhóm CT (2.4)

% Tính cos(theta): CT (2.4)

ww1=cos((vido)*deg2rad)*cos((dolech)*deg2rad)*cos(w1*deg2rad)+

sin((vido)*deg2rad)*sin((dolech)*deg2rad);

% Tính góc đỉnh gocdinh = ww1;

% Xác định các giá trị mà mặt trời tồn tại (ngoài ban đêm): cos(theta)>0 index = find(ww1>0);

gocdinh = ww1(index);

% Tính lại giờ mặt trời mọc và lặn

% Mặt trời mọc

T_init = 4 + index(1)/L;

%Độ dài ngày nắng

dodaingaynang = size(index,2);

%Mặt trời lặn

T_final = 4 + index(dodaingaynang)/L;

% Phân hoạch lại thời gian và tính lại cos(theta):

TC=T_init:1/L:T_final;

TN = size(TC,2);

w1=zeros(1,TN);

ww1=zeros(1,TN);

% Góc giờ

w1=15*(12 -(TC-(kinhtuyenchuan-kinhdo)/15+pttg/60));

%Góc đỉnh

ww1=cos((vido)*deg2rad)*cos((dolech)*deg2rad)*cos(w1*deg2rad)+

sin((vido)*deg2rad)*sin((dolech)*deg2rad);

gocdinh = ww1;

% Tính bức xạ ngoài khí quyển hàng ngày: sử dụng CT (2.1) và (2.2)

I_zero=Solar_constant*(1+0.033*cos((360/365*(Day_Number))*deg2rad));

%Tính bức xạ ngoài khí quyển trong mỗi ngày: CT (2.3) I_t = I_zero*gocdinh;

%Số giờ nắng

sogionang(dd)=dodaingaynang/L;

I_tb(dd)=mean(I_t);

End %Kết thúc vòng lặp

%Trung bình của tổng bức xạ nằm ngang ngoài trái đất I_tb=I_tb(274:304);

2.2. Xây dựng mô hình Markov ẩn cho dãy chỉ số sáng hàng ngày:

C ÁC VẤN ĐỀ LIÊN QUAN KHÁC

C HỌN SỐ TRẠNG THÁI CỦA MÔ HÌNH