Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD)
Other Title (Parallel Title in Other Language of ETD)
Power forecast of photovoltaic system with measuring devices by using artificial neural networks
Year (A.D.)
2020
Document Type
Thesis
First Advisor
วาทิต เบญจพลกุล
Faculty/College
Faculty of Engineering (คณะวิศวกรรมศาสตร์)
Department (if any)
Department of Electrical Engineering (ภาควิชาวิศวกรรมไฟฟ้า)
Degree Name
วิศวกรรมศาสตรมหาบัณฑิต
Degree Level
ปริญญาโท
Degree Discipline
วิศวกรรมไฟฟ้า
DOI
10.58837/CHULA.THE.2020.1112
Abstract
ข้อจำกัดอย่างหนึ่งของพลังงานแสงอาทิตย์คือกำลังไฟฟ้าที่ได้นั้นมีความไม่แน่นอนเนื่องมาจากสภาพภูมิอากาศที่เปลี่ยนแปลง ซึ่งความไม่แน่นอนนี้ส่งผลกระทบต่อการผลิตไฟฟ้า คุณภาพของระบบไฟฟ้า และจัดสรรพลังงานไฟฟ้าให้เหมาะสมกับการใช้ไฟฟ้าในวันถัดไปได้อย่างมีประสิทธิภาพ ดังนั้น จึงมีความจำเป็นที่ต้องมีการพยากรณ์กำลังไฟฟ้าเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพให้ระบบเซลล์แสงอาทิตย์ งานวิจัยนี้จึงได้นำเสนอวิธีการพยากรณ์กำลังไฟฟ้าของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ในวันถัดไปโดยใช้อุปกรณ์วัด โดยศึกษาและทดลองกับระบบเซลล์แสงอาทิตย์ขนาด 4.5 กิโลวัตต์ ที่ติดตั้งบนหลังคาที่พักอาศัยจริง งานวิจัยนี้ใช้โครงข่ายประสาทเทียมในการพยากรณ์ค่ากำลังไฟฟ้าของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ทุก ๆ 5 นาที โดยศึกษาทดลองหาข้อมูลป้อนเข้าที่เหมาะสมโดยเลือกจากปัจจัยที่มีผลต่อกำลังไฟฟ้าของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ ทั้งนี้ได้ศึกษาทดลองฟังก์ชันถ่ายโอนของโครงข่ายประสาทเทียมแบบต่าง ๆ เพื่อเลือกใช้ฟังก์ชันถ่ายโอนที่ให้ค่าความผิดพลาดในการพยากรณ์ต่ำที่สุด จากการศึกษาได้เลือกข้อมูลป้อนเข้าที่เหมาะสมซึ่งส่งผลต่อกำลังไฟฟ้าของระบบเซลล์แสงอาทิตย์ ได้แก่ ความเข้มของแสงอาทิตย์ อุณหภูมิบนแผงเซลล์แสงอาทิตย์ และกำลังไฟฟ้าของเซลล์แสงอาทิตย์วันก่อนพยากรณ์ จากการทดลองพบว่ารูปแบบฟังก์ชันถ่ายโอนของโครงข่ายประสาทเทียมที่มีค่าความผิดพลาดของการพยากรณ์ต่ำที่สุด คือ โครงข่ายประสาทเทียมแบบ 2 ชั้นซ่อน Tan sigmoid - Log sigmoid และชั้นเอาต์พุต Pure Linear ซึ่งมีค่าความผิดพลาดเฉลี่ยตลอดทั้งปีอยู่ที่ 18.80% จากนั้นได้นำโครงข่ายประสาทเทียมดังกล่าวไปเขียนเป็นโปรแกรม MATLAB เพื่อช่วยให้สามารถติดต่อกับอุปกรณ์อื่นได้ในอนาคต
Other Abstract (Other language abstract of ETD)
One of significant limitations of PV system is the uncertainty of power output due to the change of weather. The uncertainty will affect the produced electricity, quality of electrical system and energy source selection suitably in next day. Therefore, it is necessary to forecast the power output in order to improve the PV system efficiency. This thesis presents the forecasting of power output in one day ahead of PV system using solar measurement devices by studying and experimenting with a 4.5 kW PV system installed on the roof of a house. This thesis uses Artificial Neural Network (ANN) to implement the PV power output forecasting every 5 minutes. The study is done by selecting the appropriate input data that affect the PV power output then investigating the transfer functions of ANN that carry out the lowest error of the PV power output forecasting. The study is done by selecting the appropriate input data that affect the PV power output including solar radiation, module temperature and measured PV power output in the day before forecasting day, the experimental results show that transfer function of ANN of Tan sigmoid - Log sigmoid in hidden layer and Pure Linear in output layer gives the lowest annual average forecasting error at 18.80% of measured power output. In addition, the MATLAB program was introduced to implement ANN in order to communicate with other hardware equipments for further applications.
Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-No Derivative Works 4.0 International License.
Recommended Citation
น้ำแก้ว, ภาณุพงศ์, "การพยากรณ์กำลังไฟฟ้าของระบบเซลล์แสงอาทิตย์แบบติดตั้งอุปกรณ์วัดด้วยโครงข่ายประสาทเทียม" (2020). Chulalongkorn University Theses and Dissertations (Chula ETD). 3770.
https://digital.car.chula.ac.th/chulaetd/3770