RovianDevelopment Labs
Toate proiectele
Producător român de energie solarăPowerCast

Angajați producția de mâine înainte de prânz.

Clientul operează o centrală solară în vestul României și trebuie să declare producția din ziua următoare înainte de închiderea pieței. PowerCast prognozează centrala în pași de cincisprezece minute, păstrează fiecare prognoză emisă vreodată și o evaluează pe fiecare față de producția înregistrată de contor.

Tabloul de bord întunecat al prognozei PowerCast pe un caroiaj portocaliu, cu o săptămână de curbe de producție cu intervale de incertitudine, valori zilnice de energie și acuratețe în funcție de orizontul de prognoză.

Problema

Piața românească pentru ziua următoare se închide la prânz. Producătorul răspunde pentru ce declară pentru ziua următoare, iar diferența dintre acea declarație și ce înregistrează ulterior contorul se decontează la prețuri de dezechilibru pe care producătorul nu le stabilește.

Producția solară este o problemă de fizică ce conține un termen meteorologic, iar acel termen meteorologic este revizuit la fiecare câteva ore. O prognoză făcută la cinci dimineața este deja depășită până la termenul declarației.

Ce am construit

O singură platformă care transformă datele meteo și satelitare într-o prognoză de producție evaluată.

  • Prognoza centralei. Producția estimată la rezoluție de cincisprezece minute, cu un interval P10–P90 calibrat, reemisă ori de câte ori un model meteo publică o rulare nouă.
  • Registrul de evaluare. Fiecare prognoză stocată este evaluată față de datele live de la invertoare, grupată după cât de devreme a fost emisă.
Ecranul de prognoză live: cinci carduri zilnice cu megawați-oră estimați și intervale P10–P90, deasupra unui grafic orar de putere cu șapte curbe zilnice de producție, fiecare cuprinsă într-un interval de incertitudine hașurat.
Șapte zile în avans, fiecare curbă în interiorul intervalului său de incertitudine. Un nou instantaneu este stocat de fiecare dată când un model meteo se actualizează și nimic nu se suprascrie.

O prognoză fără un tablou de scor este doar o părere cu zecimale.

Pentru o singură zi de livrare se emit sute de revizii. Toate sunt evaluate față de ce s-a întâmplat în realitate.

Se evaluează singur

Orice zi de livrare poate fi reluată. Fiecare prognoză emisă pentru ea, de la șase zile în avans până la nowcast-ul din aceeași zi, este trasată față de curba reală a acelei zile.

În ziua de mai jos, eroarea variază de la 3,8% pentru prognoza din aceeași zi la 15,1% cu șase zile înainte, declarația depusă la închiderea pieței situându-se la 5,4%.

Ecranul de acuratețe live fără bara laterală de navigare: valori principale pentru realitatea de până acum, eroarea ultimei prognoze, eroarea la închiderea pieței pentru ziua următoare, rata de acoperire a intervalului și numărul de revizii stocate, deasupra unui grafic care suprapune opt versiuni de prognoză peste curba reală a aceleiași zile.
Opt versiuni ale aceleiași zile, trasate față de realitatea live. Marcajul vertical este momentul prezent; tot ce se află la dreapta lui este încă o predicție.

În interiorul modelului

Iradianța nu înseamnă producție, iar între ele se află un lanț de fizică: poziția solară, o estimare de cer senin, separarea iradianței globale în componentele directă și difuză și transpunerea pe planul panourilor. Ultimul pas dă ce primesc efectiv panourile înclinate, nu ce ar măsura un senzor orizontal.

Peste asta stă machine learning aplicat acestor caracteristici, plus dinamica norilor, un indicator al temperaturii celulei, semnătura de ceață a temperaturii care se apropie de punctul de rouă, acoperirea cu zăpadă și aerosolii. Capetele de cuantile produc intervalul, iar calibrarea conformală îl scalează astfel încât intervalul să acopere exact ce pretinde.

Trei decizii au modelat rezultatul mai mult decât alegerea algoritmului:

  • Antrenare pe prognoză, nu pe realitate. Datele meteo istorice provin din arhiva rulărilor de prognoză anterioare, nu dintr-o reanaliză, astfel încât modelul nu învață niciodată dintr-o sursă de date pe care nu o va avea la momentul emiterii.
  • Validare cronologică. Ferestre extensibile grupate pe dată, un embargo la momentul emiterii și preprocesare ajustată în interiorul fiecărui fold.
  • Versionare completă. Artefactele modelului sunt adresate prin conținut și trec printr-un ciclu activ, shadow și arhivat, astfel încât un candidat nou poate fi măsurat față de cel din producție înainte să îl înlocuiască.

Detalii

Client
Un producător de energie solară din vestul României
Piață
Piața românească pentru ziua următoare și de dezechilibru, închidere D−1 12:00
Rezoluție
Intervale de 15 minute · P10 / P50 / P90 · reemise la fiecare actualizare meteo
Fizică
Poziție solară · model de cer senin cu climatologie de turbiditate · descompunere directă/difuză · transpunere pe planul panourilor
Model
Gradient boosting pe caracteristici de fizică și dinamică meteo · constrângeri monotone · capete de cuantile cu calibrare conformală a intervalului · validare cu ferestre extensibile și embargo la momentul emiterii
Meteo
Ansamblu multi-model · arhivă de prognoze anterioare pentru antrenare · iradianță satelitară pentru nowcast · intrări de aerosoli și dispersie a ansamblului
Stack
FastAPI · SQLite · React · TypeScript · ECharts · Vite · registru de modele adresat prin conținut

Identitatea centralei, înregistrarea în rețea și coordonatele au fost eliminate din capturile de ecran de pe această pagină.