GB／T 37525-2019 标准规范下载简介

GB／T 37525-2019 太阳直接辐射计算导则

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本标准给出了太阳直接辐射计 的检验要求。

下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文 件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 GB/T33698一2017太阳能资源测量直接辐射 GB/T34325一2017太阳能资源数据准确性评判方法

下列术语和定义适用于本文件。 3.1 直接辐射 direct radiation 从日面及其周围一小立体角内发出的辐射。 [GB/T311632014.定义5.11 注：一般来说，直接辐射是由视场角约为5°的仪器测定的，而日面本身的视场角仅约为0.5°，因此GTCC-118-2019 铁路信号断相保护器-铁路专用产品质量监督抽查检验实施细则，它包括日面周围 的部分散射辐射，即环日辐射。 3.2 法向直接辐射 direct normal radiation 与太阳光线垂直的平面上接收到的直接辐射。 [GB/T31163—2014,定义5.12] 注：从数值上而言，直接辐射与法向直接辐射是相同的；两者的区别在于，直接辐射是从太阳出射的角度而定义，法 向直接辐射则是从地表入射的角度而定义。 3.3 水平面直接辐射 direct horizontal radiation 水平面上接收到的直接辐射。 LGB/T311632014，定义5.13 3.4 散射辐射 diffuseradiation;scatteringradiation 太阳辐射被空气分子、云和空气中的各种微粒分散成无方向性的、但不改变其单色组成的辐射。 [GB/T31163—2014,定义5.14] 3.5 水平面总辐射 global [horizontal] radiation 水平面从上方2元立体角（半球）范围内接收到的直接辐射和散射辐射之和

3.1 直接辐射directradiation 从日面及其周围一小立体角内发出的辐射。 [GB/T31163—2014,定义5.11] 注：一般来说，直接辐射是由视场角约为5°的仪器测定的，而日面本身的视场角仅约为0.5°，因此，它包 的部分散射辐射，即环日辐射，

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注：单位为瓦每平方米（W/m）。 3.16 [水平面］总辐照量 global [horizontal] irradiation 在给定时间段内水平面总辐照度的积分总量。 注：单位为兆焦每平方米（MJ/m"）或千瓦时每平方米（kW·h/m"）。 3.17 地外法向太阳辐照度 extraterrestrial normal solar irradiance 地球大气层外与太阳光线垂直的平面上单位时间、单位面积上接收到的太阳辐射能。 注：单位为瓦每平方米（W/m）。 3.18 地外法向太阳辐照量 extraterrestrial normal solar irradiation 在给定时间段内地外法向太阳辐照度的积分总量。 注：单位为兆焦每平方米（MJ/m"）或千瓦时每平方米（kW·h/m） 3.19 地外水平面太阳辐照度 extraterrestrialhorizontal solarirradiance 地球大气层外水平面从上方2元立体角（半球）范围内单位时间、单位面积上接收到的太阳辐射能。 注：单位为瓦每平方米（W/m"）。 3.20 地外水平面太阳辐照量 extraterrestrial horizontal solar irradiation 在给定时间段内地外水平面太阳辐照度的积分总量。 注：单位为兆焦每平方米（MJ/m）或千瓦时每平方米（kW·h/m"）。 3.21 日照时数 sunshine duration H 在一给定时间，太阳直接辐照度达到或超过120W/m²的各段时间总和。 注：单位为小时(h）。 3.22 可照时数 duration of possible sunshine H。 在无任何遮蔽条件下，太阳中心从某地东方地平线到进人西方地平线，其光线照射到地面所经历的 时间。 注1：可照时数完全决定于当地的地理纬度和日期。 注2：可照时数的基本计量时间段为日，月和年的可照时数以日值进行累计，单位为小时（h）。 注3：改写GB/T31163—2014，定义6.13。 3.23

总辐射与地外水平面太阳辐射的比值

总辐射与地外水平面太阳辐射的比值。

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透射比 面元透射的辐射通量与人射到面元的辐射通量之比 [GB/T31163—2014.定义4.10]

下列符号适用于本文件。 DHI：某时刻的瞬时水平面直接辐照度，单位为瓦每平方米（W/m²）。 DHI：某一段时间的平均水平面直接辐照度，单位为瓦每平方米（W/m）。 DHR：某一段时间的水平面直接辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m"）。 DIF：某时刻的瞬时水平面散射辐照度，单位为瓦每平方米（W/m）。 DIF：某一段时间的平均水平面散射辐照度，单位为瓦每平方米（W/m"）。 DIFR：某一段时间的水平面散射辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m²）。 DNI：某时刻的瞬时法向直接辐照度，单位为瓦每平方米（W/m²）。 DNI：某一段时间的平均法向直接辐照度，单位为瓦每平方米（W/m）。 DNR：某一段时间的法向直接辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m）。 EDNI：某时刻的地外法向太阳辐照度，单位为瓦每平方米（W/m"），计算方法参见附录A。 EDNR：某一段时间的地外法向太阳辐照量，单位为兆焦每平方米（MJI/m²），计算方法参见际 录A。 EHI：某时刻的瞬时地外水平面太阳辐照度，单位为瓦每平方米（W/m"），计算方法参见附录A。 EHR：某一段时间的地外水平面太阳辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m"），计算方法参见附 录A。 EHR。：日地外水平面太阳辐照量，单位为兆焦每平方来（MJ/m"），计算方法参见附录A。 EHRh：小时地外水平面太阳辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m），计算方法参见附录A。 GHI：某时刻的瞬时水平面总辐照度，单位为瓦每平方米（W/m"）。 GHI：某一段时间的平均水平面总辐照度，单位为瓦每平方米（W/m²）。 GHR：某一段时间的水平面总辐照量，单位为兆焦每平方米（MJ/m"）。 MAE：绝对误差。 MRE：相对误差。 RMSE：均方根误差。 R：相关系数。

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有法向直接辐射观测数据时，按照附录B中式（B.1)计算某一时刻的水平面直接辐照度。在缺少直 妾辐射实测数据时，根据应用需求和相关实测数据的情况，选择合适的计算方法，在满足需求的前提下， 尽可能降低计算误差

5.2具备太阳辐射实测数据时的计算方法

具备总辐射和散射辐射实测数据时的计算方法

5.2.1.1基本思路

根据总辐射、散射辐射和水平面直接辐射之间的物理关系，计算水平面直接辐射和法向直接辐身

5.2.1.2使用要求

只有在总辐射和散射辐射的实测数据具备分钟或小时值时，才能用于计算DNI和DNR；如果总辐 射和散射辐射的实测数据仅有日值、月值或年值，只能用于计算DHI和DHR，不能用于计算DNI 和DNR

5.2.1.3DHI计算方法

5.2.1.4DNI计算方法

5.2.1.5DHR和DNR计算方法

按照附录B中式(B.2)计算DHR，其中DHI基于式(1)计算得到,DHI基于式(2)计算得到；按 录B中式（B.3)计算DNR其中DNI或DNI基于5.2.1.4计算得到

5.2.2具备总辐射实测数据时的计算方法

5.2.2.1基本思路

5.2.2.2使用要求

式（4)仅适用于计算小时散射辐射，在此基础上可计算小时水平面直接辐射和小时法向直接辐射； 寸于日、月时间尺度的散射辐射，需另外建立经验关系（参见文献[6]），并在此基础上计算相应时间尺度 的水平面直接辐射

5.2.2.3DIF计算方法

由总辐射计算散射辐射，以晴空指数法为例，见式（3）。

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晴空指数，即总辐射与地外水平面太阳辐射的比值； 散射辐射与晴空指数的经验关系，对于小时平均的散射辐照度，宜采用式（4)中的方 法，且计算中GHI也应采用小时平均辐照度。

a 1 a2·kT 0≤T<0.35 f (kT): a·k 0.35≤k≤0.75 .....( 4 k> 0.75

经验系数，在参考文献6中的取值分别为1.0、0.249、1.557、1.84、0.177。实际应用中， 可根据周边有气候代表性的气象站的实测总辐射和散射辐射数据进行拟合确定。此 外，式（4)中的分段临界值0.35和0.75，亦属于经验取值，可根据当地的实际拟合方程 进行调整

5.2.2.4DHI和DNI、DHR和DNR计算方法

根据5.2.1的方法，计算DHI和DNI，以及DHR和DNR，其中GHI基于实测得到,D （3）计算得到，

5.3不具备太阳辐射实测数据时的计算方法

5.3.1气候学统计方法

5.3.1.1基本思路

根据气候学原理，建立DHR和DNR与地面观测的相关气象要素的统计关系，获得水平面直接 和法向直接辐射

5.3.1.2使用要求

气候学统计方法只适用于计算月或更长 HR和DNR，以及相应时段平均的DHI利 DNI。式（5）～式（8），若用于计算月时间尺度的水平面直接辐照量和法向直接辐照量，则DHR ONR、EHR和EDNR均为月辐照量；若用于计算年时间尺度的水平面直接辐照量和法向直接辐照量 则DHR、DNR、EHR和EDNR均为年辐照量

5.3.1.3DHR和DNR计算方法

式中： f (s) f(DHR

DNR=f(DHR)

水平面直接辐射与日照百分率的经验关系，宜采用参考文献[2中的方法，如式（7） 所示； 法向直接辐射与水平面直接辐射的经验关系，宜采用参考文献[2］中的方法，如式 （8）所示，

f (s) =as* +as+a +................ f(DHR)=a。 (DHR) · EDNR"11 EHR

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式中： a6a11 经验系数，可根据周边有气候代表性的气象站的实测直接辐射和日照百分率数据进行 拟合确定

5.3.1.4DHI和DNI计算方法

根据附录B中式(B.2)和式（B.3），分别计算相应时段平均的DHI和DNI，其中DHR和DNR基 .1.3计算得到

5.3.2物理反演方法

5.3.2.1基本思路

5.3.2.2使用要求

适用于计算瞬时、分钟或小时平均的法向工 照度和水平面直接辐照度，以及相应时段的法向 福照量和水平面直接辐照量，对于日平均值（日总量）、月平均值（月总量）、年平均值（年总量），则只 计算结果进行相应时段的平均（累加）即可

5.3.2.3DNI计算方法

DNI的计算方法如式（9）所示。 DNI=EDNI.T. .. ·（9） 式中： T 瑞利散射透射比； T02 臭氧吸收透射比； T 混合气体和痕量气体吸收透射比； 水汽吸收透射比； 气溶胶散射和吸收透射比； T。 云的散射和吸收透射比。 t.、oz、T、Tw、ta、t。的参数化方程可参考国外经典模型，如Iqbal模型、Bird模型、SMARTS模式 各参数化方程的输人数据，当地面气象观测数据无法满足需求时，通常采用卫星遥感数据。

5.3.2.4DHI计算方法

B中式(B.1)计算DHI,其中DNI基于式(9)计

5.3.2.5DHR和DNR计算方法

按照附录B中式(B.2)计算DHR，其中DHI基于5.3.2.4计算得到；按照式(B.3)计算DNR，其 I基于式（9）计算得到。

按照GB/T34325一2017给出的原则和方法，对太阳直接辐射计算结果的准确性进行检验，给出

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计算结果检验以实测数据为参照值，参照值应符合GB/T33698一2017的要求，且宜包含不同 不同天气状态的有效数据。

评判计算结果准确性的指标包括绝对误差（MAE）、相对误差（MRE）、均方根误差（RMSE）、相 效（R），各指标的计算方法分别参见附录C中式（C.1）、式（C.2）、式（C.3）和式（C.4）。相关系数计 数据样本量应不小于12.且相关系数应通过统计显著性检验。

A.1地外法向太阳辐射

A.1.1地外法向太阳辐照度

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当地球与太阳的距离方 其地时划，地外法 福照度则要将太阳常数经日地 式(A.1)

太阳常数，单位为瓦每平方米（W/m²），按照QX/T368一2016取1366.1W/m； 积日，日期在一年的序数，

A.1.2地外法向太阳辐照量

一段时间的地外法向太阳辐照量EDNR是将EDNI来以时间即可得到。若时间的单位为秒（s) NR的单位为焦每平方米（J/m），可除以10°转换为兆焦每平方米（MIJ/m）；若时间的单位为小时（） EDNR的单位为瓦时每平方米（W·h/m），可除以10"转换为千瓦时每平方米（kW·h/m）

A.2地外水平面太阳辐射

A.2.1瞬时地外水平面太阳辐照度

EHI=EDNI·(coscosocosw+singsino) (A.2) 式中： 纬度，单位为度（°），一90≤≤90； 0 太阳赤纬，单位为度（°），一23.45≤23.45，计算见式（A.3）； 时角，上午为正、下午为负，单位为度（°），计算见式（A.4）。 284+n =23.45· sin(360. 365 ·(A.3) 式中： 7 同式（A.1)。 w = (Tr —12) · 15 (A.4) 式中： TT 真太阳时，单位为小时（h），计算见式（A.5）。 Tr =Cr + Lc +EQ ..·(A.5) 式中： CT 地方标准时，单位为小时（h），在中国区域即北京时；

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表A.1时差E。表（经度为120E.1992年，12时0分）

用月份、日期查表，闰年1、2月份与平年同，从3月1日开始查闰年一行 一般情况，即不符合1992年、12时、120°E的条件，查此表时，最大误差不大于1min

A.2.2小时地外水平面太阳辐照量

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A.2.3日地外水平面太阳辐照量

EHRa= 24·3600 ·EDNI. cospcososinw,+ .10 ·（A.8) 式中： p 同式（A.2)； 0 同式（A.2）； W 日落时刻的时角，单位为度（°）.计算见式（A.9）

A.2.4月地外水平面太阳辐照量

sin sind coSw, tangtand ..( A.9 cosgcosd

可将当月逐日辐照量累计求和得到，也可近似采用当月代表日的日辐照量乘以当月日数表示， 与55°N之间区域的各月代表日如表A.2所示

表A215N与55N之间区域的各月代表日

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水平面直接辐射和法向直接辐射之间的物理关系如图B.1所示

附录B （规范性附录） 水平面直接辐射与法向直接辐射之间的转换

式(B.1)理论上适用于瞬时水平面直接辐照度与法向直接辐照度之间的转换，相应

式（B.1)理论上适用于瞬时水平面直接辐照度与法向直接辐照度之间的转换，相应时刻的太阳高

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角或天顶角是确定值；实际工作中，式（B.1)多被应用于分钟平均或小时平均的水平面直接辐照度与法 向直接辐照度之间的转换，这种情况下，太阳高度角或天顶角通常取中间时刻的值近似计算；对于更长 时间，如日平均、月平均或年平均的水平面直接辐照度与法向直接辐照度，则不能采用式（B.1）进行 转换。

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绝对误差是所计算的太阳直接辐射与参照值之差的绝对值的平均值，是反映两者之间差距的量 绝对误差越小，所计算的太阳直接辐射准确性越高。计算见式（C.1)：

+...................

N 计算时段内样本数； t 第i个样本； 第i个计算值样本； 第i个参照值样本。

N 计算时段内样本数； 第i个样本； 第i个计算值样本： Vai 第i个参照值样本。

相对误差是反映所计算的太 相对于参照值的比率GB T 14100-2016 燃气轮机 验收试验，以百分比（%）表 约相对误差越小，所计算的太阳直 确性越高。计算见式（C.2）：

均方根误差是反映所计算的太阳直接辐射与参照值之间离散程度的量。均方根误差越小，所计 太阳直接辐射准确性越高。计算见式（C.3）

+... .（C.3

相关系数是反映所计算的太阳直接辐射与参照值之间相关程度的量。相关系数越大，所计算的太 阳直接辐射准确性越高。计算见式（C.4）：

式中： 计算时段内所有计算样本的平均值；

JGJ94-2008《建筑桩基技术规范》GB/T375252019