8. FAQ: Fragen zum Menüpunkt Vorhersagen¶
8.1. Wie habe ich die Grafik für meinen gewählten Standort zu verstehen (Legende) ?¶
Das blaue Band repräsentiert die ganze Wetterunsicherheit am gewählten Standort. Diese entsteht durch die Berechnung in WEPROGs Ensemble Prognose System (MSEPS) von 75 unterschiedlich physikalisch basierten Einzelprognosen. Um das Wettergeschehen sichtbar zu machen, werden die 75 Ensemble Prognosen in 9 Perzentilen gesammelt (p10, p20,.....p90). Jedes Perzentil repräsentiert einen blauen Bereich innerhalb des Bandes. Je mehr Werte in einem Perzentil vorhanden sind, desto dunkel-blauer wird dies in der Grafik dargestellt.
Gelbe Linie (f1) = optimale Prognose Orange Linie (f2) = Meridian Rote Linie (f3) = gewichteter Mittelwert
Sonderfall Offshore: Windgeschwindigkeit oder sign. Wellenhöhe Orangene Linie (f2) ´= Windböen in [m/s] Rote Linie (f3) = Wellen Richtung auf negativer Achse (Nord=0, Ost=-0.5, Süd=-1, West=-1.5 N=-2) Gruene Linie (f4) = Schwell Richtung auf negativer Achse (Nord=0, Ost=-0.5, Süd=-1, West=-1.5 N=-2)
Daher kann in der Grafik folgendes gesehen werden:
- die gesamte Unsicherheit aus dem Wettergeschehen
- die höchste Wahrscheinlichkeit
Zusätzlich kann durch Anklicken in der Legende die MIN, MAX und OPTIMAL Prognose im Graph sichtbar gemacht werden. Die gestrichelte Linie sind hochgeladene Messwerte. Sobald diese in der Datenbank abgespeichert sind, können diese in die Grafik geladen werden (anklicken in der Legende (u1-u4).
Was ist die “optimal” Prognose und wie werden die 9 Perzentile berechnet ?
8.2. Was ist die “optimal” Prognose und wie werden die 9 Perzentile berechnet ?¶
Die optimal Prognose (f1) ist eine best guess Prognose die aus WEPROGs 75 Ensemble Prognosen berechnet wird. Wenn historische Messdaten verfügbar sind, werden diese benutzt um die optimal Prognose zu trainieren. Gleichzeitig findet eine örtliche Festlegung der rohen Prognosedaten zu dem Standort und der Charakteristik der Erzeugungseinheit statt. Diese optimal Prognose ist statistisch optimiert und liegt oft nahe dem Perzentil p50. Die Prognosekurve wird als gelbe Linie gezeigt und wird in der Legende als (f1) Prognose definiert. (Im Hauptmenü Vorhersage ist diese Prognose als gelbe Linie in der Grafik sichtbar bzw. kann durch anklicken in der Legende sichtbar gemacht werden.)
Es gibt 9 Perzentile (p10-p90) die von WEPROGs 75 Wetter Ensemble Member des MSEPS (Multi-Scheme Ensemble Prediction System) berechnet werden und als Ensemble Streuung (als Unsicherheitsband) farblich dargestellt werden.
So werden beispielsweise für die Windleistungsprognosen auch in 4 verschiedenen Höhen Prognosen generiert (insgesamt 4x75 Prognosen).
Was ist ein Perzentil?
Ein Perzentil ist der höchste Messwert innerhalb eines festgelegten Bereiches, aus allen zur Verfügung stehenden Prognosewerten.
Beispiel: Das Perzentil p10 ist der höchste Wert innerhalb der ersten 10% der vorliegenden Prognosen, p20 ist der höchste Werte von den ersten 20% aller vorliegenden Prognosen, usw.... Das Perzentil p50 ist der Wert, der in der Statistik auch als MEDIAN oder zweites Quartil (q2) bezeichnet wird. Generell sind Perzentile und Quartile spezifische Quantil-Typen (siehe dazu auch nähere Informationen im Inhaltsverzeichnis).
8.3. Was ist der Unterschied zwischen den f1-f4 und u1-u4 Prognosekurven und wie kann ich diese aktivieren?¶
Die optimal Prognose ist als gelbe (f1) Prognosekurve fest hinterlegt (wenn diese in der Grafik nicht sichtbar ist, dann in der Legende auf das gelbe Kästchen klicken).
f2-f4 Prognosen sind Prognosen mit unterschiedlicher Charakteristik. WEPROG hat unterschiedliche Definitionen und Gewichtungen für diese Prognosen aus WEPROGs 75 Ensemble Prognosen festgelegt und für diese 3 Prognosetypen hinterlegt. Nähere Informationen erhalten Sie gerne auf Nachfrage vom WEPROG Team.
u1-u4 sind leere Platzhalter für Dateien die in die Datenbank hochgeladen werden können (beispielsweise: Produktionsdaten, benutzerdefinierte Prognosen ...).
Bemerkung
Wenn die Kurventypen in der Legende & Optionen nicht markiert (angeklickt) sind, werden diese auch nicht dargestellt.
Bemerkung
Sollen Dateien hochgeladen werden, müssen diese in einem bestimmten Format vorliegen - nur so können sie in der Datenbank gespeichert und für eine weitere Verarbeitung und Analyse zugänglich gemacht werden.
8.4. Wie kann ich den Start- und Endzeitpunkt der Prognose verändern ?¶
Es gibt drei Wege den Zeitrahmen für die dargestellte Prognose-Grafik im Hauptmenü Vorhersagen zu ändern.
- Benutzung der SCHIEBER Funktion 1
- Benutzung des Datum/Zeit Eingabe Feldes 2
- Benutzung der SPRUNG-Funktion 3
Unterhalb der Eingabefelder für den Standort, die Variable und das Zeitintervall befindet sich eine gezackte Kurvendarstellung, das Miniaturbild der Prognosekurve für alle aktuell verfügbaren Daten dieses Standortes (historische Werte und aktuelle Prognosewerte).
8.4.1. Miniaturbild Ansicht der zur Verfügung stehenden Standortprognosen¶
Die Miniaturbild Ansicht des ausgewählten Standortes wird als Zeitreihe angezeigt, in der das Zeitintervall das im oberen Menü ausgewählt wurde mit einer gelblichen Farbe unterlegt ist. Die Miniaturbild Ansicht hat eine Reihe spezifischer Eigenschaften, die im folgenden erklärt werden.
8.4.1.1. SCHIEBER Funktion 1 Auswahl eines Zeitintervalls mit individuellem Start- und Endzeitpunkt¶
Am oberen Rand des Miniaturbildes befinden sich 2 blaue Buttons (Regler), die mit der Maus verschoben werden können. Verschiebt man einen Regler, so ändert sich das Zeitintervall der Prognosen nach links in die Vergangenheit, nach rechts in die Zukunft.
In den meisten Fällen ist dies die nützlichste Art den Start und Endzeitpunkt der Prognose zu verändern. Zuerst klickt man auf den linken Schieber um den Startzeitpunkt an die gewünschte Stelle zu schieben. Anschließend kann auch der Endzeitpunkt Schieber an die gewünschte Stelle verschoben werden.
Das ausgewählte Datum erscheint sofort im Eingabefeld Zeitintervall. Die Graphik wird automatisch an das neue Zeitintervall angepasst, sobald sich dieses ändert.
Bemerkung
Jegliche Änderung der Regler in der Miniaturbild Ansicht verändert gleichzeitig automatisch das Zeitintervall im Eingabefeld Zeitintervall wählen 2.
8.4.1.2. SPRUNG Funktion 3 Verschieben eines fixen Zeitintervalls¶
Die SPRUNG-Funktion ist eine geeignete Funktion um ein festgelegtes Zeitintervall (z.B. 7 Tage) in die Zukunft oder Vergangenheit zu verschieben - auch mehrmals hintereinander. Ein Anklicken des Pfeils nach links verursacht einen Sprung in die Vergangenheit, ein Anklicken auf den Pfeil nach rechts verursacht den Sprung in die Zukunft (blaue Buttons am rechten und linken Rand der Miniatur Ansicht).
Es muss also nicht jedes mal im oberen Menü das Zeitfenster für Start und Stop geändert werden, wenn das gleiche Zeitintervall betrachtet werden soll.
Sobald ein Pfeil angeklickt wird, aktualisiert sich die Prognose automatisch.
8.4.1.3. Zeitintervall Eingabe Feld 2¶
In diesem Eingabefeld kann das Datum und die Zeit genau eingegeben werden. Klickt man auf das Start/Endzeitpunkt Feld, öffnet sich auch ein Kalender in dem man manuell ein neuen Start- oder Endzeitpunkt auswählen kann.
Die Graphik wird automatisch an das neue Zeitintervall angepasst, sobald sich dieses ändert.
8.5. Kann ich längere Zeit eingeloggt bleiben und wenn ja, wie werden die Vorhersagen aktualisiert?¶
Das Interface aktualisiert die verfügbaren Standorte und entsprechenden Prognosen automatisch alle 10 Minuten, solange man das Prognose Fenster geöffnet hat. Mit jeder Aktualisierung wird die Session verlängert. Sollte die Verlängerung nicht automatisch stattfinden, kann man diese durch Drücken des “Laden” Buttons forcieren, der die Session wieder automatisch verlängert. Die Session läuft dann aus, wenn man lange Zeit inaktiv war, zu einem anderen Interface wechselt und dort inaktiv bleibt, oder das Interface ganz verlässt (auch dann, wenn man sich nicht ausloggt).
Wenn man den Standort, die Variabel, das Zeitintervall oder die Zeitzone wechselt, aktualisiert das Interface alle Daten. Insofern ist es manchmal notwendig eine Aktualisierung zu beschleunigen, indem man entweder eines dieser Attribute verändert, oder den Laden Button drückt.
Hat man das Gefühl, dass sich das Interface durch Drücken des Laden Buttons nicht aktualisiert, sollte man einfach eines der anderen Attribute verändern oder auf eine der anderen Seiten wechseln und wieder zurückkehren.
Was bedeutet der Datenmdus “EPS zu KNN skalieren” ?
Wenn Sie ein künstliches neuronales Netzwerk (KNN) trainiert haben und dieses als Kurve in der Graphik darstellen, gibt die standardmäßig angezeigte Unsicherheitsverteilung aus Minimum, Maximum und den Perzentilen P10-P90 nicht die Unsicherheitsverteilung des KNN an. Um diese darzustellen, können Sie alle Unsicherheitskurven umrechnen lassen auf Ihr KNN, indem sie den Datenmodus “EPS zu KNN skalieren” einschalten.
Hierbei werden alle Unsicherheitskurven Minimum, p10..p90 und Maximum auf die KNN-Zeitreihe skaliert, so dass man die Unsicherheitsverteilung des KNN analysieren kann.
8.6. Was bedeutet der “limitiert” Modus in der Legende ?¶
Die Aktivierung der Funktion erfolgt im Hauptmenüpunkt Vorhersage im Bereich Legende & Optionen unterhalb der Prognosegrafik.
Verfügbarkeit und Maximale Export Kapazität sind im Vorhersage Interface in der Default Einstellung deakiviert. Sind Limitierungen eingetragen, z.B. eine maximale Exportkapazität des Standortes oder Stillstände der Anlage aufgrund von Wartungsarbeiten, dann wird die Prognose mit diesen limitierenden Faktoren berechnet.
Eine zusätzliche Beschreibung über die Einstellungen der limitiert Modus Funktion findet sich hier:
Anwendungen im Menüpunkt Verfügbarkeit
Um den limitiert Modus zu aktivieren klicken Sie 1x auf das Kästchen bis dieses durch einen Haken markiert ist. Die Grafik ändert sich augenblicklich, wenn Limitierungen eingetragen sind.
Verfügbarkeit
Werden Aktualisierungen in der Verfügbarkeit vorgenommen wirkt sich dies auf die Prognosegrafik und Tabellenwerte aus, wenn der limitiert Modus aktiviert ist.
In diese Funktion können Reduzierungen der Kapazität aufgrund von Service und Wartungsarbeiten oder Anlagenausfällen durch Defekte verwaltet werden. Diese Reduzierungen werden in einer Tabelle festgehalten und gespeichert.
Maximale Export Kapazität
Gibt es eine Differenz zwischen der Kapazität der Anlage und dem maximalen Export wird sich dies auf die Prognosegrafik und die Tabellenwerte auswirken, wenn der limitierte Modus aktiviert ist. (Im Hauptmenüpunkt Standorte kann die Maximale Exportkapazität in der Registrierung oder der Konfiguration einer Anlage eingestellt werden.)
Bemerkung
Wenn Reduzierungen eingetragen sind oder der Maximale Export gedeckelt ist, dann muss die Limitierung in der Legende aktiviert werden, um Auswirkungen an der Prognosegrafik und den Tabellenwerten wirksam zu machen.
8.7. Was bedeutet “EPS zu KNN skalieren” im Datenmodus der Legende ?¶
KNN ist die Künstliche Neuronale Netz -Prognosekurve die für eine optimierte Prognose benutzt werden kann. Optimiert durch persönliche Einstellungen und echten Produktionswerten ermöglicht die KNN-Prognosekurve eine weitere Verbesserungsmöglichkeit.
Wenn Sie ein künstliches neuronales Netzwerk (KNN) trainiert haben und dieses als Kurve in der Graphik darstellen, gibt die standardmäßig angezeigte Unsicherheitsverteilung aus Minimum, Maximum und den Perzentilen p10-p90 nicht die Unsicherheitsverteilung des KNN an. Um diese darzustellen, können alle Unsicherheitskurven umgerechnet werden auf das KNN, indem der Datenmodus “EPS zu KNN Skalieren” aktiviert wird.
Hierbei werden alle Unsicherheitskurven Minimum, p10..p90, Maximum auf die KNN-Zeitreihe skaliert, so dass man die Unsicherheitsverteilung des KNN erhält.
EPS - Ensemble Prognose System KNN - Künstliches Neuronales Netz
8.8. Was bedeutet die Grundlinie aktivieren und wie aktiviere ich diese ?¶
8.8.1. Erstellen einer Grafik mit Grundlinien Modus¶
Die Grundlinie ist eine Wertekurve die als Basis für alle dargestellten Kurven fungiert. In anderen Worten bedeutet dies:
- ...Alle Werte werden relativ zu der ausgewählten Grundlinie dargestellt.
- ...Die Grundlinie wird dazu verwendet den 0-Wert zu definieren.
- ...Die Grundlinie wird als X-Achse verwendet.
8.8.1.1. Aktivierung der Grundlinie¶
Die Aktivierung der Grundlinie erfolgt im unteren Bereich des Haubtmenüs Vorhersagen im Datenmodus der Legende & Optionen.
Hier kann auch die Kurve ausgewählt werden, die als Grundlinie aktiviert werden soll, auch für andere Standorte.
Die ausgewählte Kurve wird auf die x-Achse verschoben und die entsprechend anderen Kurven kalibriert.
8.8.1.2. Beispiel: Absolute Unsicherheitsbetrachtung¶
Die absolute Unsicherheit soll grafisch dargestellt werden.
- Die Grundlinie wird mit der min-Prognose definiert.
Alle anderen Prognosekurven bis hin zur max-Prognose zeigen nun grafisch die absolute Unsicherheit.
- Die Grundlinie wird mit der OPTIMAL Prognose definiert.
Wenn die Unsicherheit in Relation zur OPTIMAL Prognose (f1) betrachtet werden soll, dann wird die OPTIMAL Prognose als X-Achse gesetzt und die Abweichung bis zur MAX Prognose in den positiven Bereich und die MIN Prognose in den negativen Bereich zeigt an, in welchen Stunden die Unsicherheit am größten ist.
Man kann aber auch jede andere beliebige Prognosekurve als Grundlinie definieren, um weitere Analysen anzustellen.
Bemerkung
Ist die Einstellung markiert, “Automatisch derzeitige Vorhersage auswählen” wird die Kurve sich immer auf die momentane Prognose beziehen, ohne Veränderung der Grundlinie. Wenn die Grundlinie verändert werden soll, also eine andere Prognose als Grundlinie dienen soll, dann muss diese Funktion deaktiviert werden.
8.9. Kann ich Daten die ich sehe auch herunterladen ?¶
Ja, die Prognosedaten können heruntergeladen werden.
Öffnen Sie hierzu das Vorhersage Interface, klicken Sie auf das Tabelle Feld.
Wählen Sie die Auflösung (z.B. stündlich, täglich), skrollen Sie zur Ende der Seite und klicken Sie auf den Button CSV Datei (.csv) . Auch andere Dateiformate sind dort verfügbar.
Bemerkung
Das Interface biete auch einen Nicht-Interaktiven Download Link, der benutzt werden kann um Daten herunterzuladen, ohne sich in das Interface aktiv einzuloggen. Klicken Sie dazu auf den link anzeigen-Button, kopieren Sie die Adresse in Ihren Browser und laden Sie die Werte einfach und schnell jederzeit über diesen Link herunter. Es können durch die Änderung der Parameter im Link auch schnell andere Daten heruntergeladen werden (Bsp.: Änderung des Datums).
8.10. Wie funktioniert der “non-interactive download link” für Prognose Daten?¶
Den Link finden Sie im Hauptmenü Vorhersagen im Fenster Tabelle unterhalb der Tabellenwerte.
Der Non-Interactive Download Link kann dazu benutzt werden um Daten von der WEPROG Webseite mit einer besonderen login Technik herunterzuladen.
Der Non-Interactive Download Link benutzt einen besonderen Zugangsschlüssel - access key anstelle eines üblichen Login Verfahrens zur Authentifizierung. Dies bedeutet, dass nicht die WEPROG Webseite besucht werden muss, sondern es können Änderungen im Non-Interactive Download Link direkt durchgeführt werden um die gewünschten Daten herunterzuladen.
Der Link befindet sich am unteren Ende der Datentabelle im Hauptmenü Vorhersagen. Dann die Tabelle anklicken.
Am Ende der Seite befindet sich der Button Download CVS Datei (.csv) 2 und direkt darunter ist der Link sichtbar Link anzeigen 3.
Wird dieser Link angeklickt,
öffnet sich ein Fenster 4 die den Non-Interactive Download Link 5 anzeigt.
Der Non-Interactive Download Link enthält eine liste von Einstellungen die geändert werden können und die definieren welche Daten heruntergeladen werden sollen. Folgendes Format liegt hier zu Grunde:
- location
- ID Nummer des Standortes für den Prognosedaten heruntergeladen werden sollen
- starttime
- Beginn des Daten-Zeit Intervalls im Format: YYYY-MM-DD+HH.MM
- endtime
- Endzeitpunkt des Daten-Zeit Intervalls im Format: YYYY-MM-DD+HH.MM
- grouping
Wie Daten als Gruppe behandelt werden sollen. Möglilche Optionen sind:
- all
- monthly
- weekly
- daily
- hourly
Abhängig vom Prognosetyp wird die Datenguppierung entweder summiert oder anteilsmäßig über die Zeit verteilt.
- datamode
Der Datenmodus kann entweder limitiert (mit Haken gesetzt) oder unlimitiert eingestellt werden.
- timezone
- Einstellung der Zeitzone in der die Daten erzeugt werden. Die Zeitzone ist einstellbar zwischen UTC-12 und UTC+12.
- accesskey
- Dies ist der automatische Autentifikations-Schlüssel, diesen bitte nicht ändern.
- output
- Das Daten Ausgabeformat kann ebenfalls nicht verändert werden.
8.11. Welche Anwendungen werden im ELFI Interface am häufigsten genutzt ?¶
Die am häufigsten genutzten Anwendung in ELFI ist die Prognosegrafik im Hauptmenü Vorhersagen. Auf diesem Interface können alle Prognosen grafisch in einem auswählbaren Zeitintervall dargestellt werden. Der Verlauf und die Werte können bis zu 7 Tage in die Zukunft analysiert und betrachtet werden. Auch die Analyse der historischen Werte für den ausgewählten Standort oder ein Pool aus mehreren Anlagen ist möglich. Dabei wird ein Unsicherheitsband aus den gewählten Variablen erstellt, bestehend aus der Minimum und Maximum Prognose sowie aus den Perzentilbänder von p10 - p90. Ermöglicht wird dadurch ein Überblick über die mögliche Wetterentwicklung bzw. mögliche Entwicklung von errechneten Werten (z.B. Leistungswerte für eine Windkraftanlage).
Für weitere Studien über die Wettersituation oder Wetteranalyse z.B. für die Windleistungsproduktion der nächsten Tage sind folgende Anwendungen ebenfalls sehr hilfreich und werden häufig verwendet:
- Prognoseleistung im Vergleich zu Messdaten
- Wertetabellen aufsummiert oder als durchschnittliche Summe der Prognoseleistung inkl. der Perzentile
- die animierte Wetterkarte im größeren Maßstab
- Grundlinien Anwendung für die absolute Unsicherheit (Delta|min-max|)
- die gesamte Windleistungs-Unsicherheit
- die gesamte Solarleistungs-Unsicherheit
- die gesamte (Wind+Solar)Leistungs-Unsicherheit
Das Bild unten zeigt diese gesamte Unsicherheit in Relation zur OPTIMAL Prognose (f1), dargestellt als gelbe Prognosekurve. Diese wurde hier als Grundlinie gesetzt.
8.12. Welcher echte Prognosehorizont liegt bei den abgespeicherten historischen Werten zugrunde?¶
Historische Daten sind je nachdem wann die Anlage registriert wurde verfügbar. (Messwerte können auch nachträglich hochgeladen werden um so den Analysezeitraum zu erweitern.)
Sollen nun die historischen Werte betrachtet und analysiert werden ist es wichtig zu wissen, welche Prognosewerte abgespeichert wurden.
WEPROG berechnet mit seinem MSEPS Prognosesystem üblicherweise 4x täglich neue Prognosen aus 4x neu festgestellten Rohdaten und dem dazugehörigen 3-dimensionalen Feld, das den IST-Zustand der Atmosphäre zu diesem Zeitpunkt beschreibt. Die Initialzeiten sind jeweils auf 00/06/12 und 18 Uhr UTC festgelegt und international abgestimmt.
Bevor WEPROG die Prognoseberechnung mit dem eignen numerischen Wettermodell erstellen kann, vergehen ca. 3h bis die gesammelten Daten als IST-Zustand der Atmosphäre vorliegen und mit denen dann die Prognosen erstellt werden können.
Betrachtet man nun die abgespeicherten historichen Prognosewerte in der Grafik Vorhersage, dann liegen jeweils nur die reinen Prognosewerte für jeweils 6 Stunden vor. Die folgenden Prognosewerte wurden mit den neueren Daten der nachfolgenden Prognose überschrieben. Da alle 6 Stunden eine neue Prognose erstellt wird. die die alten Daten überschreibt, sind die echten Prognosewerte historisch jeweils auf 6h limitiert.
Einzig in der Dayahead Prognose werden die Prognosewerte einmal für die kommenden 24h abgespeichert und auch nicht wieder überschrieben. Dies bedeutet, dass in der Dayahead Prognosebetrachtung die Prognosewerte eine Analyse ermöglicht, die sich auf echte 24h stündige Prognose-Werte bezieht.
aus der letzten Prognoseberechnung um 18 Uhr UTC. Vorherige Prognosewerte wurden jeweils mit der nachfolgenden Prognose mit neueren Daten überschrieben.
8.13. Was bedeuten die einzelnen Prognosekurven (f1-f4, u1-u4) in der Legende ?¶
Gelbe Linie (f1) = optimale Prognose Orange Linie (f2) = Meridian Rote Linie (f3) = gewichteter Mittelwert 1 Grüne Linie (f4) = gewichteter Mittelwert 2
Sonderfall Offshore: Windgeschwindigkeit oder sign. Wellenhöhe Orangene Linie (f2) ´= Windböen in [m/s] Rote Linie (f3) = Richtung auf negativer Achse (Nord=0, NO=-2, Ost=-4, SO=-3, Süd=-4, SW=-5, West=-6 NW=-7 N=-8)
Linien u1..u4 sind User Linien, d.h. hier kann jeder User beliebige Datenzeitreihen in der Grafik visualisieren, in dem Daten mit dem Dateiupload übertragen werden.