利用天空成像仪对太阳能发电量进行临近预测
INSTANT 是业内首款临近预测解决方案，它整合了由专用现场天空成像仪和总辐射表组成的网络，这些设备实时向独特的机器学习算法提供数据，从而在 1 分钟内生成太阳辐照度和功率预测。
INSTANT 已在全球范围内部署，致力于帮助独立发电企业（IPP）、公用事业公司、电力聚合商以及离网工业运营商降低因预测偏差而产生的罚款，优化电池储能系统（BESS）调度，并在天气条件快速变化的情况下维持电网稳定。
- 即时
INSTANT 适合哪些人？
公用事业公司与独立发电企业
对于在实施严格偏差考核罚款政策的市场中运营的独立发电企业（IPP）和公用事业公司，INSTANT 可直接降低与太阳能发电预测偏差相关的成本。
- 实现收入最大化
利用精准、实时的太阳能发电数据制定策略，以适应对投标价格要求特别严格的市场。 - 减少发电差异罚金
尽量减轻预测产量与实际产量之间差异带来的财务影响，特别是在云量变化剧烈或极端天气条件下作业的站点。 - 优化电池储能系统（BESS）的管理
更有效地利用储能系统，在确认的高辐照时段进行充电，并在预判的发电量下降之前进行调度，从而延长设备使用寿命并提升电站的整体性能。
离网及混合微电网运营商
对于将太阳能纳入能源结构的矿山、工业设施和氢气电解装置，INSTANT 能够在发电量下降影响运营之前提前预判。
- 降低电站的度电成本（LCoE） 预判太阳能发电量下降的情况，仅在必要时启动备用发电机，从而减少燃料消耗并大幅降低运营成本。
- 保持业务连续性
实时平衡能源负荷，以确保电力供应稳定，并降低可能干扰工业活动的停电或供电不稳定风险。 - 优化储能充放电循环
在已确认的高产量期间为电池充电，并进行精准放电，从而延长电池使用寿命并提高经济效益。
INSTANT 的三大技术支柱
实时地面天空成像仪
用于观测当地半球天空的地面相机，用于探测和追踪云层，以进行极短期的辐照度预测。
立体天空成像
采用立体配置的多台天空成像仪可对云的几何形状和运动进行三维重建。这是唯一能够精确探测30分钟以下的辐照度爬坡的方法。
实时监控仪表盘
实时访问天空成像仪的直播画面，并浏览已捕获图像的完整历史记录及其相关的GHI测量数据。
- 即时
用于30分钟以内前瞻观测的地面天空观测
在恶劣天气条件下，对于30分钟以内的预测时域，数值天气预报（NWP）和卫星数据的时空分辨率（包括数据延迟）便成为根本性障碍。地球静止轨道卫星影像会引入反演延迟，且其分辨率仅为几公里，过于粗糙，无法捕捉到导致电站层面辐照度急剧变化的亚公里级云层结构。在这些预测时域上，多数运营商只能退而使用持续性预测，即假设当前辐照度保持不变。INSTANT 在最初的30分钟内优于持续性预测，因为在电站现场进行的立体式天空观测能够测量到持续性预测无法预见的云层。
其三维云层建模覆盖电站周边半径30公里的区域。
在最短的预测时间范围内，INSTANT 在 NEXT 的基础上再提升 20% 的精度，并在前 30 分钟内优于持续性预测。
现场专用的传感器网络
INSTANT 直接在现场部署了一个由专用的天空成像仪、总辐射表和气象站组成的专用网络。
与卫星影像或数值天气预报（NWP）结果不同——后者通常是对广阔地理区域内气象状况的综合反映——INSTANT的传感器网络可提供针对特定地点的观测数据。由此生成的数据集质量极高，特别是在其他数据源往往难以满足需求的恶劣天气条件下，其优势尤为突出。
3D云重建
INSTANT 部署天空成像仪，采用 立体配置：电站周围布置的多台相机从不同角度同时拍摄天空穹顶的图像，从而能够完成 云的位置、几何形状和轨迹的三维重建。这种三维云模型是唯一一种能够以具有实际应用意义的精度，预测30分钟以内时间尺度上辐照度快速变化趋势的方法。
在这个关键时间窗口内，天空成像仪是唯一能够预判太阳能发电量骤降（在骤降发生之前）的超本地信息来源，可显著提升预测精度，直接支持电网负荷优化、电池储能系统（BESS）调度以及备用电源规划。
从原始数据到可操作的预测
INSTANT 通过自适应机器学习引擎对现场传感器数据进行处理，在以下时间内生成辐照度和功率输出预测值： 1分钟的观察。每项临近预测均基于对实时气象指标的持续评估得出。
运营商和交易平台可接收最新预测数据，并可直接进行集成。通过专属仪表盘，可直接查看实时和历史预测数据以及相机图像，从而发现错误并跟踪您定制的关键绩效指标（KPI）。
为什么要转用 INSTANT？
- 使用 INSTANT
- 在临近预测时域内，相较于 NEXT，精度进一步提高了20%。通过多角度同时观测实现全天穹覆盖
- 基于云层高度和运动的3D视觉
- 唯一在30分钟以内仍能保持有效精度的方法
- 全面覆盖电站，网络规模根据您的装机容量进行调整
- 专为气候变化剧烈的地区设计
- 未使用 INSTANT
- 单一视角仅覆盖部分天空，遗漏正在移入的其他云团
- 仅限2D图像
- 利用15分钟更新频率的卫星影像，30分钟以下时间尺度的精度有所下降
- 在瞬息万变或复杂的情况下不可靠
- 阵列中的盲区
与这样的技术伙伴合作，正是我们能在非洲最偏远地区之一交付世界级项目的原因。
Rousseau Jooste巴里克公司首席工程师（AME），2024年
接入流程
从部署到运营临近预测的四个步骤：
基于 科学严谨性
INSTANT 是由 CalibSun 的专家丹尼尔·德·加拜（Daniel de Gabaï）和托马斯·卡里耶（Thomas Carrière）开发的一项创新解决方案。 INSTANT 所采用的立体天空成像方法和机器学习框架具有独特性，其基础源于经同行评审的已发表研究成果以及持续的科学研发（链接）——这确保了该解决方案始终处于太阳能临近预测领域的最前沿。
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- 问题
常见问题解答
什么是太阳能临近预测，它与太阳能预测有何区别？
太阳能预测利用数值天气预报（NWP）模型、卫星影像和历史数据，对未来几小时至数天内的发电量进行预测。这对日前市场竞价和运营规划至关重要。
太阳能临近预测针对的是近期预测时段：即未来几分钟至约30分钟。在这些时间尺度上，关键输入并非气象模型，而是实时地面观测数据、云层位置、辐照度测量值以及直接在现场拍摄的天空图像。 这种差异不仅仅体现在技术层面：在对日内平衡要求严格的能源市场中，临近预测与标准预测之间的差异直接决定了太阳能发电企业是遭受罚款还是实现盈利。
INSTANT 依赖哪些数据来源？
INSTANT 实时整合来自现场专用网络中的云相机、总辐射表及其他传感器的数据。这些传感器生成连续的高频数据序列，用于捕捉电站层面的云动态、云运动、总太阳辐射（GHI）、倾斜面总辐照度（GTI）、风速以及关键近地表气象变量。 在小于30分钟的时间尺度上，立体天空成像仪能够对云层几何形状和轨迹进行三维重建——这是唯一一种能在该时间尺度上可靠预测辐照度变化趋势的方法。
INSTANT 是否在全球范围内均可部署，且适合所有气候条件？
是的。INSTANT 专为全球部署而设计，通过 CalibSun 与顶级硬件供应商（一家世界领先的气象测量解决方案提供商）的合作，确保了全球覆盖范围以及硬件安装和维护能力。 该解决方案经过专门设计，可在最严苛的天气条件下提供可靠的预测，包括季风及其他极端气候环境——这些情况下，传统预测方法往往力不从心。
使用 INSTANT 能带来哪些经济效益？
经济价值的衡量是基于实际数据，而非模型推算。在实际运行中的多吉瓦级部署中，NEXT基于CalibSun的预测，将不平衡罚金减少了18%，并每年每吉瓦释放超过50万美元的现金。 INSTANT 在即时预测时段内进一步提升了 20% 的预测精度，在此期间，日内持仓将得到修正，偏差也将得到结算。通过最大限度地缩小预测发电量与实际发电量之间的差异，太阳能发电企业可减少不平衡罚金——这是受监管能源市场中的主要成本组成部分。 更精确、实时更新的预测还能实现电池储能系统（BESS）的优化管理、更具竞争力的市场报价，并显著降低离网工业场所的燃料消耗。对于在需要特别精准报价的市场中运营的公用事业公司、独立发电企业（IPP）和能源交易平台而言，INSTANT 能带来可量化的收入提升并降低运营风险。 全球范围内的商业价值显而易见：更优质、更及时的数据，将直接转化为更优异的经济表现。
