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題名 | 臺南/澎湖地區年風速特性之機率分佈參數估計=The Parameters Estimation of the Probability Distribution of Yearly Wind Speed in Tainan/ Penghu |
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作 者 | 凌拯民; 陳卿翊; 蔡宗明; | 書刊名 | 南臺學報 |
卷期 | 34:1 2009.07[民98.07] |
頁次 | 頁33-46 |
分類號 | 448.165 |
關鍵詞 | 風速分佈特性; 參數估計; 直方圖; 統計推論; Characteristics of wind speed distribution; Parameter estimation; Histogram; Statistical inference; |
語文 | 中文(Chinese) |
中文摘要 | 不同地形、環境、季節等不同因素皆會對風速分佈特性造成影響,如何正確掌握風速分佈的特性, 在評估分析風場發電潛能是非常重要的。本文利用統計推論來測試四種機率密度函數與台南/澎湖地區實 際風速數據年機率分佈之適合度。在使用統計直方圖來解析風速機率密度函數特性時,將風速儲存格定 為每秒一公尺,與儲存格數目由5 變化至50 進行比較,結果顯示兩者間造成的均方根誤差雖有不同大小 的變化,但大體上當儲存格數目大到一定程度(約10 格以上)後,儲存格數目變化對代表風速分佈特性的 四種不同機率密度函數與直方圖間的誤差,並不會造成太大的影響。 本研究將比較動差法、最大相似法與一種類似蒙地卡羅模擬三種不同的參數估計法,分別求出風速 的不同機率密度函數的形狀及尺度參數,再利用統計推論分析比較此三種方法造成的判定係數、機率均 方根/卡方誤差後,可求出機率密度函數中最佳的形狀及尺度參數。機率誤差結果顯示,最大相似法優於 動差法;利用最大相似法推導出的形狀及尺度參數為基礎,導入類似蒙地卡羅分析法可估計出風速機率 密度函數中的最佳參數。以台南/澎湖地區2003~2008 整年的風速測試數據進行分析,結果顯示較適合的 風速機率密度函數大多是韋伯機率密度函數,欲準確地估計出風場蘊藏的年發電量時,代入韋伯機率密 度函數的最佳形狀及尺度參數,將更能準確地估計出每年的發電量。 |
英文摘要 | Different terrain/season factors influence the distribution of wind speed. It is an important issue to master the characteristics of wind speed distribution exactly during estimating the wind energy. To evaluate the goodness of fit for the wind speed distribution in Tainan/Penghu,statistical inference is used to conduct four different probability density functions for their yearly wind speed. The statistical characteristics of wind speed are also analyzed from the histograms. The histogram width with 1 m/s and its interval number ranged form 5 to 50 are compared with the root mean square error (RMSE)for four different probability density functions. The error variability between histogram and its resultant pdf is not so significant when the interval number of histogram is large enough (greater than 10 intervals). The moment technique、maximum likelihood and the proposed quasi-Monte Carlo simulation method are compared,by the results of statistical inference in terms of coefficient of determination (R2)、RMSE and Chi-square test, to estimate the best shape and scale parameters of the probability density function. The error results show that the maximum likelihood method may experience superior performance than the method of moment. Extension of the result of MLE, the proposed quasi-Monte Carlo method show that the Weibull distribution can get the effective parameter estimation for testing the yearly data of wind speed in Tainan/Penghu terrain during 2003~2008 mostly. In the estimation of yearly wind energy, better accuracy can be achieved by conducting the suitable the pdf of wind speed |
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