T E L KO M NIK A , V ol . 17 ,  No. 6,  Dec em be r   20 1 9,  p p.3 1 0 0~ 3 1 0 9   IS S N: 1 69 3 - 6 93 0 ,  accr ed ited   F irst  Gr ad e b y K em en r istekdikti,  Decr ee  No: 2 1/E/ K P T /20 18   DOI:   10.12928/TE LK OM N IK A .v 1 7 i 6 . 12729   ◼    31 00       Rec ei v ed   M arc h  23 ,  20 1 9 ;  Rev i s ed   J u l y  2 ,  20 1 9 ;  A c c ep ted   J u l y  18 , 2 0 1 9   A  n o v e l m od el  f or solar r a diat i o n p red icti on         Ibrahim  S . M adu g u *1 , B. J .  O luf ea g b a 2 , Y inu sa   A .  A d edira n 3 ,  F.  A b d u lk adir 4 ,    A .   A b d u lka r im 5 ,  Ja m es . U . Inaku 6   ,  A .   U. L aw an 7   1* Dep a rtm e n t  o f  El e c tri c a l  En g i n e e ri n g ;  Ka n o  Un i v e rs i ty  o f   Sc i e n c e  a n d  T e c h n o l o g y ,  W u d i l ,  Nig e ri a   2 , 3, 6 Dep a r tm e n t  o f  El e c tri c a l  a n d  El e c tro n i c s  En g i n e e ri n g ,  Uni v e rs i ty  o f  I l o ri n ,  Nig e ri a   4 Dep a rt m e n t  o f  Che m i s try  Ed u c a ti o n ,  Ka n o  Un i v e rs i ty  o f  Sc i e n c e   a n d  T e c h n o l o g y ,  W u d i l ,  Ni g e ri a   5 Dep a rt m e n t  o f  El e c tr i c a l  En g i n e e ri n g ,  Ah m a d u  Be l l o  Un i v e r s i ty  Z a ri a ,  Ni g e ri a   7 Dep a rt m e n t  o f  El e c tr i c a l  En g i n e e ri n g ,  Hu s s a i n i  Ad a m u  F e d e ra l  Po l y te c h n i c ,  Ka z a u re ,  Nig e ri a   *C o rre s p o n d i n g   a u th o r,  e - m a i l :   m a d u g u e m i r@g m a i l . c o m ,  m a d u g u e m i r@ k u s tw u d i l .e d u .n g       Ab strac t   En e rg y   f o r  fu l f i l l i n g   b a s i c   c o m m u n i ty / i n d i v i d u a l   n e e d s   h a s   c o m e   to   c o n s ti t u te   th e   fi rs t  a rti c l e   o f   e x p e c ta t i o n   i n   a l l   c o n t e m p o r a ry   s o c i e ti e s .  T h e   e x p l o i t a ti o n   o f  re n e wab l e s   n o ta b l y   s o l a r  i n   e l e c tri c i ty   g e n e ra ti o n   h a s   b ro u g h t   re l i e f  to   th e   f u l f i l m e n t   o f   e n e rg y   d e m a n d   e s p e c i a l l y   a m o n g   s u s c e p ti b l e   c o m m u n i ti e s .   In   th i s  p a p e r y e a rl y  m i n i m u m  s o l a r ra d i a ti o n  o f  Ka n o  (1 2 . 0 5 °N; 0 8 .2 °E;  a l ti tu d e  4 7 2 .5  m ;  3  a i r   d e n s i ty   1 .1 7 0 5   k g /m 3 )  fo r  4 6   y e a r s   i s   u s e d   to   g e n e r a te   a   p re d i c ti o n   m o d e l   th a t  fi t s   th e   d a t a   u s i n g   a u to re g re s s i v e   m o v i n g   a v e r a g e   (ARM A)  a n d   a   n e w  m o d e l   te rm e d   a u to re g re s s i v e   m o v i n g   a v e ra g e   p ro c e s s   (AR M AP).  Com p a ri s o n  b e twe e n  t h e  ARM A a n d  AR M AP  m o d e l s   s h o we d  a  t re m e n d o u s  i m p ro v e  i n  t h e  s u m   o f  s q u a re   e rro r r e d u c ti o n  b e twe e n  t h e  a c tu a l  d a ta  a n d  t h e  f o r e c a s te d   d a ta   b y  4 7 % .     Key w ords :  m e a n   a b s o l u te   p e rc e n t a g e   e rro r,   s o l a r  r a d i a ti o n ,   s u m   o f   s q u a re   e rro r ,  ro o t  m e a n   s q u a r e   e rr o r,   ti m e  s e r i e s     Copy righ t  ©  2 0 1 9  Uni v e rsi t a s  Ahm a d  D a hl a n.  All  rig ht s  r e s e rve d .       1.  Int r o d u ctio n   A l t ho u gh   e l ec tr i c a l   en erg y   i s   s el do m   av a i l ab l e  as   a  p r i m ary   f orm ,  i t  i s   m os t  c o m m on l y   us ed   i n  m od ern  l i v i ng .  T hi s   i s   be c au s e  i t  i s   ea s y   to  tr a ns po r t  be t w ee n  d i s tan t  l oc ati o ns   an d  c an   ef f i c i en tl y   b e  us ed   to   pro v i de   ne e de d   p o w er  to   pe r f orm   v ario us   f un c ti on s   t ha t   m ak e  ex i s ten c e   be ara bl e  [1] .  E n erg y   de m an d  i n  t he   W orld   an d  i n  Ni ge r i a  h as   ex pe r i en c e d  a  tr em en do us   i nc r ea s e  as   h um an   ac ti v i ti es   are  m ad e  m ore  c on v e ni e nt  thro ug h  t he   us e  of   el ec tr on i c s   an d   el ec tr i c a l   de v i c es   ( Com pu ter,  ph on es ,  el ec tr i c   k ett l e,  was hi n g  m ac hi ne   an d  s o  o n).  T hi s   de m an d   i s   proj ec te d  t o  tr i pl e  b y   th e  y ea r   20 50   [2] .   L i k el y   ac erbati ng   th e  a l r ea d y   s erio us   gree nh o us e   ef f ec t  att r i bu te d  t o  t he   m as s i v e   c on s um pti on   of   en erg y   pro v i de d   b y   f os s i l   f u el   i n   the   l as t    c en tur y   [3] .   Co ns eq u en t l y ,   a  s erio us   r ed uc ti o n  i n  f os s i l - f ue l   p o w er  s o urc es   m us t  oc c ur  i m pl y i n g   tha t re ne w a bl e e ne r g y  m us t b ec om e d om i na nt  [4 ,   5] .   Ni ge r i a  ha s   a  hu g e  s ol ar  en erg y   po t en t i al   r an g i ng   b et w e en   1,8 0 0   K W h/ m 2   to     the   S o uth ern  r e gi on   an d   m ore  tha n   2, 30 0   K W h/m 2   to  the   Nor th ern  r eg i o n  as   s ho w n   i n     F i gu r e  1   [6 ,   7] .  T he   ab u nd an c e  of   s ol ar  en erg y   i n  Ni g eria   i s   h ug e ,  the   r ad i ate d  s un ’ s   e ne r g y   i s   ab ou t  3.8 x 10 23   K W   w hi c h   i s   1.0 8 2  m i l l i o n  t on n es   of   oi l   e qu i v al en t   ( m toe ) .  T hi s   s ol ar  po te nti al   i s   m ore  tha n  4 00 0   t i m es   an d  13 00 0  t i m es   of   Ni ge r i a  da i l y   pr od uc t i on   of   c r ud e   o i l   a nd   na tura l   ga s   r es pe c ti v el y   [8 ,  9] .    T he r e  i s   n ee d  t o  ha r ne s s   r en e wab l e   en erg y   ( R E )   s ou r c es   s uc h  as   s o l ar  en e r g y   i n   de v el op i ng   c ou ntr i es   l i k e  Ni ge r i a  f or  s us ta i na bl e  e n erg y   pro v i s i on   to  brin g  a b ou t  ec on om i c   de v el op m en t,  r ural   de v e l o p m en t,  ea s e  of   l i v i ng   an d  pr ov i de   c l ea n  e ne r g y   f r om   th e  pe r s pe c t i v e  of   the   K y oto   ag r e em en t.  It  i s   i m pe r ati v e  to  n ote   t ha t  on l y   a bo ut  40 %  of   the   tot a l   po pu l ati on   i n   Ni ge r i a  ha v e  ac c es s  to  e l ec tr i c i t y ,  o ut  of   w h i c h o nl y   ab ou t 5 % of  th e  r ural  are as  ar e p r i v y  to  s uc h   el ec tr i c i t y   [10 ,  11] .   T he   c om m un i ti es   wi th  t he   ac c es s   ha r dl y   e nj o y   m ore  tha n  48   ho urs   pe r   week   of   un i nt err up t i b l e  p o w er  s up pl y   d ue   to  s o  m an y   probl em s   f r o m   the   ge ne r a ti o n  d o w n  to   di s tr i b uti on   [ 12 ] .   Re ga r d i n g  the s e ,  M i c r og r i d  ( es pe c i al l y   s o l ar)   m i gh t  b e  us ed   to   m i ti ga te     the   prob l em   [8] .  S o l ar  ph oto v ol tai c   tec hn ol og y   ha s   nu m erous   ad v an t ag es ,   s i n c e  i t   r ed uc es   green ho us e   ef f ec t  [13 ,  14 ] ,   c an   be   i ns tal l ed   i n  a  m od ul ar,   qu i c k l y   i nc r ea s e  ge ne r ati on   e v e n  t o  r em ote s t c o m m un i t y   an d  c an  e as i l y  b e f un de d b y   i nd i v i du a l s  or c oo pe r at i v es .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   ◼     A  no v e l   mo d el  f or s ol ar r ad i ati o n p r e di c t i on   ( I brah i m  S .  Ma du gu )   3101   S ol ar  e ne r g y   c o nv ers i on   r e qu i r es   the   k no wl ed ge   of   th e  s ol ar  r ad i at i o n  d ata   of   th e  are a  of   ap pl i c ati on   as   i t  i s   no t  gl ob a l l y   un i f orm   [1 - 15] .  T he   av a i l ab i l i t y   of   the   em pi r i c al   da ta  m ak es   i t   f ea s i bl e  to  c r ea t e  a  m od el   us i ng   v ar i ou s   t ec hn i qu es .  Ho w e v er,  i f   the   d ata   i s   l ac k i ng   th en   t he   us e  of   em pi r i c al   e qu at i o ns   of   areas   wi th   al m os t  s i m i l ar  c l i m ate   c an   be   d ep l o y ed   [16] .  E l ec tr i c     po w er  g en era ti o n  i n  Ni ge r i a  f ac es   nu m erous   c ha l l en g es   an d  th e  i nc r ea s e  i n  the   pric e  of   oi l   i n   the   m i d - 19 70 s   tha t  ac c om pa ni ed   pros pe r i t y   tr i gg ered  a  ph en om en al   of   grow t h  i n  e l ec tr i c a l   ap p l i a nc es   f or  s oc i al ,  c o m m erc i al   an d  i nd us tr i al   u s e   [8] .  W hi l e  s uc h  i nc r ea s e  i n  de m an d  oc c urr ed   al m os t  i m m ed i ate l y ,  t he   p o w er  to  op era te  th em   c ou l d  n ot  k ee p  pa c e.  T he   r es ul t  was     a  po wer   gr i d  wi t h  p erf or m an c e  pr og r es s i v el y   de g en erated   an d  h as   r es i s te d  a l l   att em pts   to   r ev ers e t he  tre nd .   T he   s toc ha s ti c   na ture  of   r en e wabl es   l i k e  s ol ar  r a di a t i on   i s   i ts   m aj or  draw b ac k   as   i t  i s   di f f i c ul t  to  ea s i l y   f orm ul ate   a  pre di c t i on   m od el   [1 7] .  Ho w e v er,  t he   us e  of   s tat i s ti c al   ap proac h   s uc h  as   ti m e  s erie s   B ox   a nd   J en k i ns   proc ed ur e  [16 ]   A RM A   m a k es   i t  po s s i bl e  t o  es ti m ate   an d  f orec as t  the   ne x t  ge ne r at i o n  of   s ol ar  r ad i a ti o n  da ta  [1 8] .  O ne   of   the   s ho r tc om i ng s   of   predi c ti on   wi th  A R MA   i s   th at  i t  r e qu i r es   m an y   da t a  p oi nts   f or  be tt er  ac c urac y   an d   th e  da ta  m us t  be   s tat i o na r y   [1] .   T he   m en ti o ne d  s h ortc om i ng s   of   A RM A   m oti v a ted   the   d ev el o pm en t  of   a  n ov el   h y br i d t i m e  s erie s  m od el  te r m ed  A RM A P .           F i gu r e  1.  M ap   of   Ni ge r i a s o l ar en erg y  po ten t i a l       2.  A RM A  M o d el   T he   s ol ar  r ad i at i o n  t i m e  s erie s   i s   c om po s ed   of   a  s eq u en c e  of   d ai l y   s ol ar  i ns ol a ti o n  o v er  the   pe r i od   of   46   y e ars   b et ween   19 71   an d  2 01 6   o bs e r v ati on s { y t } .  A   c om m on l y   u s ed   a v e nu e   f or   ti m e  s erie s   predi c ti on   i s   the   au tore gres s i v e  m ov i ng   a v erag e  ( A RM A )   m od el s   aft er  en es uri ng   tha t  t he   t i m e  s erie s   i s   s tat i on ar y   [ 19 ] .   A R MA   ha s   t he   c ap ab i l i t y   of   ex tr ac ti ng   us ef ul   s tat i s t i c al   propert i es   us i ng   the   w e l l   k no w n  B ox   a nd   J e nk i ns   m od el   [20] .   T he   ge ne r a l   A uto r eg r es s i v e   Mo v i n g A v er ag e,  A R MA  ( p, q )  f or a s ol ar r ad i at i o n  ,  is   g i v en  b y :     = ∑ = 1 − + ∑ ℎ ℎ = 1 − ℎ +   ( 1)   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             ◼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No .  6,  D ec em be r  20 19 :   31 0 0 - 31 0 9   3102   where  ,    are  c o ef f i c i en ts   of   A R   an d  M A   r es pe c ti v e l y ;     i s   a  r a nd om   proc es s   w i t h  z ero  m ea n  an d   c on s tan t  v ari an c e.   T he   B ox - J en k i ns   proc ed ure  i s   ba s ed   o n  3   p i l l ars   [ 20 ,   2 1]   as   s ho w n   i n  F i gu r e  2.           F i gu r e  2.  B ox  an d J en k i ns   A RM A  m eth od o l og y       2.1 . M o d el  Iden t if ica t ion   T he   A uto c orr el ati on   F un c t i on   ( A CF )   an d  P art i al   A ut o c orr el ati on   F un c t i o n  ( P A C F )   pl ots   are  c om pa r ed   wi th  t he   th e oreti c a l   c ata l og   t o  i de nt i f y   m od el .  A   pu r e  au tor eg r es s i v e  wi l l   ha v e  i t s  A CF   s pi k es   de c a y i n g  to wa r ds   z ero  a nd   t he   P A CF   c ut s - off   af ter  the   p   l a g(s ) .  W hi l e  th e  m ov i n g   av era ge   i s   o po s i t e  of   au tor eg r es s i v e  w h i l e  t he   A RM A   m od el   ha v e   ge om etri c al   d ec a y   f or  b oth   A CF  a nd   P A CF .T he   l ag s   ̂ ( )   a r e d ef i ne d a s :     ρ ̂ ( k ) = ∑ ( y t − μ ) n − k t = 1 ( y t + k − μ ) ∑ ( y t − μ ) 2 n t = 1     ( 2)     where  k   i s  t he   nu m be r  of  l a gs  an d    i s  th e m ea n o f  th e  s ol ar r ad i at i on  da t a,  .   T he   pa r ti a l   au t oc orr el at i o n   f un c ti on   ( P A CF ) ,     i s   a   r e pres en tat i o n  of   th e  c orr e l a ti on   be t w e en   the   d ev i at i o ns   i n  the   da t a  a nd   the   l i n ea r   r e l ati o n  f r om   the   i nte r m ed i at e  v aria bl es   i n    the   p arti a l   a uto c orr e l at i on   f un c ti on   wi th  k th   pa r ti al   c orr el ati on   c o ee f i c i e nt.   T he   P A CF   i s     de f i ne d  as :     ϕ kk = ρ ̂ ( k ) − ∑ α k − 1 , j   ρ ̂ k − j k − 1 j = 1 1 − ∑ α k − 1 , j   ρ ̂ j k − 1 j = 1     ( 3)     ϕ k , j = ϕ k − 1 , j − ϕ kk ϕ k − 1 , k − j                 j = 1 , 2 , … , k − 1     ( 4)     T he   s pi k es   i n  the   A CF   a nd   P A CF   gi v e  gu i da nc e  to  the   na ture   of   the   m od el   pa r am ete r s .  A n  A CF   tha t  di es   do wn  ex po ne nti al l y   an d  P A CF   tha t  ha s   s pi k es   i n  l a gs ,  p   i s   s ai d  to  be   pu r e l y   A RM A ( p,0) .   W hi l e  th e  o p po s i te   of   A R  proc es s es   i nd i c at es   m ov i n g  a v er ag e   ( MA )   proc es s .     T he   A RMA ( p, q )   ha s   bo t h  A CF   an d  P A CF   s pi k es   de c ay   to w ar ds   z ero.  O nc e  t he   A CF   an d  P A CF   wer e  i de n ti f i e d  th e  m od el   pa r am ete r s   nu m be r   are  s pe c ul ate d   an d  s e v era l   m od el s   are  us e d  whereof  th e  m os t p ars i m on i ou s  m od el   i s  c ho s en .     2.2 .  P a r amet e r   E stim atio n   T hi s   i nv o l v es   the   s e l ec t i on   of   pa r am ete r s   ( p,q)   ba s ed   o n  the   be h av i o ur  of     the   au t oc orr el a ti o n  f un c t i o n   ( A CF )   an d  pa r t i al   a uto c orr el ati on   f un c ti o n  ( P A C F ) .  T he r e  are   v ari ou s   m eth od s   of   es t i m a tes   s uc h  as   Y u l e - W al k er,  l ea s t  s qu are,  m ax i m u m   l i k el i h oo d   a nd   s o   on .  T he   l ea s t - s qu are  m eth od   i s   us ed   t o  f i nd   th e   c oe f f i c i en t( s )   of   the   pa r am ete r   of   an   au tore gres s i v e m od el . For   A R( 1) th e l e as t s qu are es t i m ate  i s  gi v en   b y :     α 1 = ∑ ( y t − y t − 1 ) 2 N t = 1 ∑ y t 2 N t = 1       ( 5)     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   ◼     A  no v e l   mo d el  f or s ol ar r ad i ati o n p r e di c t i on   ( I brah i m  S .  Ma du gu )   3103   Cons i d erin g   A R( n)  w h ere n > 1,  t he n  w e  ha v e:     ( α 1 α 2 ⋮ α n ) = ( a 11 a 12 … a 1m a 21 a 22 … a 2m ⋮ a n1 ⋮ … ⋮ … ⋮ a nm ) − 1 ( b 1 b 2 ⋮ b k )   ( 6)     where  =     a nn = ∑ ( y t − n ) 2 N t = 1   ( 7)     f or  ≠     a nm = a mn = ∑ ( y t − n − y t − m ) 2 N t = 1   ( 8)     b k = ∑ ( y t − y t − k ) 2 N t = 1   ( 9)     where   y t   i s  th e  ac tua l  d ata .     2.3 . M o d el  Diagn o stic Ch ec king   S e v era l   A R MA   m od el s   w er e  c om pu ted   us i ng   the   s am e  ti m e  s erie s   da ta,   bu t  t he   m os t   pa r s i m on i ou s   ( a de q ua te)   i s   c ho s en   as   th e  b es t  f or  the   da ta.   T he r e   are  v ari ou s   w a y s   of   di a gn os t i c   c he c k i ng   of   A R MA   m od el ,   bu t  a l l   are  ba s e d  on   the   r es i d ua l s .  T he   f ol l o w i n g  g oo d n es s   of  f i t te s t  is   us ed  t o o bta i n t he  m os t a de qu ate  m od el :   -   T he   ti m e  pl ot   of   th e  r es i du al   be h av es   l i k e  the   n orm al   di s tr i bu t i o n,  wi th   a pp r ox i m ate l y   z er o  m ea n a nd  c on s ta nt  v ari an c e.   -   S pi k es   of   the   pl o ts   of   r es i du al s   A CF   an d  P A CF   s ho u l d  l i e  w i t hi n  the   95 %  c on f i d en c e  i n terv al   ( CI)  bo un ds . T ha t i s :     CI ( b ound ) = ± 1 . 96 √ N ⁄     ( 10 )     where  N   i s  th e s am pl e d at a  s i z e  ( no t  l es s  th a n 2 5% of   the  t ota l  s i z e o f  th e d a ta  s i z e)   -   T he   A k ai k e  Inf or m ati on   Cr i t erio n:   F or  a  t i m e   s erie s   of   l en gt h  n,  the   l o wes t  A IC  g i v es   the   be s t  an d m os t p ars i m on i ou s  m od el .  A IC  i s  d ef i ne d  b y :     A IC = n × ln ( ∑ e n t = 1 2 n ) + 2 ( p + q )   ( 11 )     where  e 2   i s   the   d i f f erenc e  be t w ee n  ac tu al   a nd   f orec as ted   v al u e;  n  i s   nu m be r   of   ob s erv ati on s   and  p  an d  q   are m od el   ord er  [20 - 2 2] .       3.  P r o p o se d   A u t o r egre ss i v e  M o v ing   A v er ag e P r o ce ss  ( A RM A P )  M o d el   T he   ti m e  s erie s   A RM A   m od el   f al l s   u nd er  t he   tr ad i ti o n al   m eth od   of   f orec as ti ng   a m on g   the   thre e  oth er  c l as s i f i c at i o ns   of   f orec as ti ng .  T he   oth er   m eth od s   ha v e  be en   ne w   t ec hn i qu es   an d  bottom - up   ap proac h es .  T he   h y bri d  of   two  m eth od s   of   f orec as ti ng   i s   ex pe c t ed   to  greatl y   i m prov e   the  ac c urac y   of  th e f orec as ti ng  m od el  of  th e s o l ar r a di ati o n.    A   m od el   term ed   A uto r e gre s s i v e   Mo v i ng   A v er ag e   P r oc es s   ( A RM A P )   i s   de v e l o pe d   us i ng   a  h y br i d  s y s tem   ti m e  s eri es   i nc l u di n g  an   i nt eg r al   of   a  c ertai n  n um be r   of   prec ed i ng   v al ue s .    T he   ne w  m od el ,  A R MA P   i s   de v el op ed   ba s ed   o n  t he   pri nc i p l e  of   Z i e gl er - Ni c ho l s   r u l es   f o r   P ID  c on tr ol l er  tun i ng ,  w he r e   the   pa r am ete r s   of   th e  P ID   c on tr o l l ers   c an   be   s el ec ted   f r o m     the   m ath em ati c al   m od el   or   b y   ex p erim en ts   of   the   p l a nt  t o  i m prov e  i ts   s tab i l i t y   ( tr an s i en t  an d   s tea d y - s ta te).   T he   A RM A P   i s   de v el op e d  to  f i ne   tu ne   the   A RM A   ti m e  s erie s   m od el .  T hi s     i s   ac c om pl i s he d   b y   i ntrod uc i ng   a n  i nt eg r a l   v ari ab l e   V n   whi c h   i s   a dd e d  as   a   b uf f er  be twee n     a  s tat i on ar y   an d  n on - s ta ti on ar y   ti m e  s erie s .  It  h as   a  l en gth   w ,   bo un d ed   w - 1< w > w /4 .    T he  propo s ed   ne w  m od el  i s  de f i ne d  as :     Y t = ∑ α k p k = 1 y t − k + V k + 1 γ + ∑ β h q h = 1 ε t − h + ε t   (1 2 )   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             ◼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No .  6,  D ec em be r  20 19 :   31 0 0 - 31 0 9   3104   the  p aram ete r ,  V n   i s  de f i ne d i n  ( 1 3 ).     V n = γ 2n [ ( y t − 1 + y t − n ) + 2 ∑ y t − k n − 1 k = 2 ]   (1 3 )     where  n  i s   i nte ge r :  2 ,3, .. ;  t  i s  i nte ge r : 1 , 2,…  an d  k   i s  i nt eg er: 2 ,3, … .   A l s o,   a s erie s   P M A ( z )  i s   i nc l u de d ,  w h ere th e p aram ete r   z   i s  a dd e d a nd  d ef i ne d  as :     z = { p           p > q q           q > p     ( 14 )     where   p   an d  q   ar e  t he   au t oregr es s i v e   a nd   m ov i ng   av erag e  pa r am ete r s   r es pe c ti v e l y .     T he   m atri c es  of  th e c oe f f i c i en ts  of  th e  A R MA P  p aram e ter es ti m ati on   are f ou n d a s   f ol l o w s :     a nn = ∑ ( Y t − n ) 2 N t = 1   ( 15 )     f or  ≠ ;     a nm = a mn = ∑ ( Y t − n − V n ) 2 N t = 1   ( 16 )     b k = ∑ ( Y t − Y t − k ) 2 N t = 1   ( 17 )     where  , i s  th e s ol ar r ad i at i o n d at a.       4.  F o r e ca stin g   and  P e r f o r man ce  of   A RM A   and   A RM A P   T he   v erac i t y   of   the   de v e l op ed   m od el   i s   tes t ed   b y   pred i c ti ng   the   ne x t  ge n erat i on   of   s ol ar   r ad i at i o n  d ata   us i ng   th e  a v a i l a bl e  da ta,   w he r e   M S - E x c el   i s   us ed   f or  al l   c al c u l a ti on s   an d  da t a  f i tti ng .   A c c urac y   i s   a   m aj or   f un da m en tal   of   a n y   f orec as ti ng   m od el .   W hi l e  a  r oo t   m ea n  s qu are   err or  ( RMS E )   of   l es s   th an   20 %   i s   s i gn i f i c an t  y e t  th e   l es s er  t he   err or  th e  be tt er,  e v en   th ou g h    an   o v er  f i tt i ng   s ho u l d  be   a v oi d ed   s o  as   no t  to  n eg ate   t he   pri nc i p l e  of   pa r s i m on y .  Cons i d er  ( )   i s   the   ac t ua l   da t a,  ( )   i s   the   f o r ec as ted   s ol ar  r ad i ati on   d at a  an d  n   i s   t he   d ata   s i z e .  T he   v ar i ou s   pe r f or m an c e i nd i c es  of  f orec as ti ng  m od el s  c on s i de r e d  i n t hi s   w ork  are:     U = [ ∑ ( ( A ( t ) − F ( t ) ) 2 n ) n t = 1 ] 1 / 2 [ ∑ A ( t ) 2 n n t = 1 ] 1 / 2 ∗   [ ∑ F ( t ) 2 n n t = 1 ] 1 / 2     ( 18 )     R M SE = ( 1 n √ ∑ ( A ( t ) − F ( t ) ) 2 n t = 1 ) × 100     ( 19 )     M A PE = 1 n ∑ | A ( t ) − F ( t ) | n t − 1     ( 20 )     SSE = ∑ ( A ( t ) − F ( t ) ) 2 n t − 1     ( 21 )     where  U  i s   T he i l ’ s   U - s tat i s ti c ,  RM S E   i s   Ro ot  M ea n   S qu are  E r r or,  M A P E   i s   Me an   A bs ol u te   P erc en t ag e  E r r or an d  S S E   i s  S um  of  S qu are  E r r or  [2 3 - 25] .       5.      R es u lt s  and  Dis cussi o n   5.1 .  S o la r  Radi atio n  Data   T he   46   y e ars   ( 1 st   J a nu ar y ,  19 7 1  to   31 st   Dec em be r ,  20 16 )   da i l y   m ea n  s ol ar  r a di at i o n  da ta   ( MJ /m 2 /da y )   w ere   c ol l ec ted   f r om   the   Ni g eria n  M e tr ol og i c a l   A ge nc y   ( N i Me t) .  F i gu r e   3  s h o w s   the  m on thl y   av erage  of   46   y e ars   da t a.  T he   m ax i m u m   s ol ar  r ad i ati on   i s   r ec orde d  i n  Ma r c h  wi th  an   a v erag e  of   25 .15 MJ /m 2 /da y   a nd   A ug us t  ha s   the   m i ni m u m   w i th  a n  av era ge   of   19 .5 7M J /m 2 /da y .  T he   m on ths   wi th  t he   l o wes t  s ol ar  r a di at i o n  c oi nc i de d  w i th  t he   r ai n y   s ea s o n  as   s uc h  the   i nf l u en c e  of   c l ou d   c ov er  i s   i m m i ne nt.   Mo r eo v e r ,  the   s um m er  s ea s on   s ho w s   t he   m on ths   wi th  the   hi gh es t  v a l ue s   of  s ol ar r a di a ti o n.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   ◼     A  no v e l   mo d el  f or s ol ar r ad i ati o n p r e di c t i on   ( I brah i m  S .  Ma du gu )   3105   5.2 . Bo x a n d  J enkins   A R M A  M o d ell ing   Y ea r l y   m i ni m um   av erage  s ol ar  r a di ati on   i s   c on s i de r ed   to  v a l i da te   th e  d ev el o pe d   m od el   F i gu r e   4  s h o w s   a   ti m e  pl ot  of   the   d ata .   A dd i ng   a  tr en d l i ne   tes t  t he   s t ati on ar i t y   of   t he   t i m e  s erie s   f ou nd   the   s l op e,  m   to  be   - 0.0 3 94 .  H o w e v er,  th e  f i r s t  di f f erenc e  of   the   da ta  s h o wed  a  s l op e  of  m = 0.0 00 4  th at  i s   al m os t  z ero  a nd   m a k es   the   ti m e   s erie s   s tat i on ar y .  T he   A uto c orr el ati on   F un c ti o n  ( A CF )   an d   pa r t i a l   au toc orr e l at i on   f un c ti on   ( P A CF )   p l ots   s ho wn  i n  F i g ure s   5   ( a)  an d  ( b)  r es pe c ti v el y   s ho w   t ha t  s ev era l   l ag s   ( k )   are  w i t hi n  95 %  c on f i de nc e  i n terv al   ( CI)   bo u nd s   ( ± 1 . 96 √ ⁄   or  ± 0.2 88 9,  where  N   =   46 ) ,  he nc e  a  s tat i on ar y   t i m e  s erie s .  T he   A CF   de c a y s   i n     an   os c i l l at i on   f orm   af ter  the   s ec on d   l ag   a nd   the   P A CF   pl ot   c uts   of f   j us t  af ter  f ew  l ag s   i nd i c ati ng   A RM A ( 2,0 )   or hi gh er r a nk .   Le as t  s q ua r e  pa r am ete r   es ti m ati on   m eth od   i s   us e d  t o   c om pu te  s ev era l   A RM A   m od e l s ;   i nc l u di ng   A R MA ( 1, 0),  A RM A ( 1,1 ) ,  A R MA ( 2 ,0),  A RM A ( 2,1 ) ,  A RM A ( 3, 0) a nd   A R M A ( 3,1 ) .   In  T ab l e  1   the   A I C  an d  m ea n  s qu ar e  err or  ( MS E )   of   al l   th e  m o de l s   are  pres e nte d  wi th  A R MA ( 3, 0)  ha v i n g  the   l o w es t  v a l u es   of   A IC  a nd   M S E   at  15 .2 00 6   an d    - 0.0 1 94 3.   T he r ef ore,  A RM A ( 3,0 )   i s   c ho s e n  as  th e m os t p ars i m on i ou s   m od el .   T he   A RM A ( 3,0 )   m od el   i ns ti tut es   th at  t he   y e arl y   m ea n  s ol ar  r ad i at i on ,  y t   d ep e n ds   on   0.4 6 74 ,  1   of   the   v al ue   a  y e ar  be f ore  ( − 1 )   s ub tr ac ted   b y   0.0 4 66 ,  2   of   the   v al ue   of   2  y e ars   be f ore  − 2   ad d ed   to  0.0 8 20 ,   3   of   the   v al ue   3  y ea r s   be f ore  p l us   a  r an do m   v ari ab l e,    of     ( - 0.0 84 3).   T he   m ea n,  μ  of   t he   r an do m   v ari ab l e  i s   0.0 0 04   a nd   a  s ta nd ard   de v i at i o n,  σ   of   1.1 19 4.   T he   ti m e  pl ot,   A CF   an d  P A CF   of   the   r es i d ua l   err or  of   the   m od el   A R MA ( 3, 0)  di s p l a y e d  i n     F i gu r e s   6   ( a)  a nd   ( b)  ha s   al m os t  al l   of   the   l a gs   of   the   c orr e l at i on s   wi t hi n   th e  CI  bo u nd s .    T he   ti m e  pl ot  of   the   r es i du a l   i n  F i gu r e  7  i s   a  be h av i n g  l i k e  a  w hi t e  no i s e  w i t h  ap pr o x i m ate l y   z er o  m ea n (μ = 0.0 0 6). T hi s  po i nt  to  th e s ui t ab i l i t y   of  A RM A ( 3 ,0) to t he  d ata .   T he   m od el   A R MA ( 3, 0)  i s   us ed   to  f orec as t  the   s o l ar   r ad i at i o n  da t a  an d  the   r e s ul t  i n   F i gu r e  8  s h o w s   a  go o d  ag r ee m en t  be t w e en   th e  ac tua l   da ta  a nd   th e  f orec as ted   d ata .  T he   err or   an a l y s i s   f or  al l   the   s e l ec ted   m od el s   a l s o  s h o w  tha t  A R MA ( 3, 0)  h as   th e  l o wes t  v a l ue s   o f   MA P E ,   RMS E  a nd   S S E  a t 0 . 04 2 2,  0.0 4 00 2  an d  0. 0 38 8 a s  pre s en ted   i n T ab l e 2 .             F i gu r e  3.  M on t hl y   a v era ge   en erg y   ( 19 71 - 2 01 6)     F i gu r e  4.  T i m e  pl ot  f or  y e arl y  m i n i m u m  s ol ar  r ad i at i o n (19 71 - 20 16 )           ( a)   ( b)     F i gu r e  5.  ( a)  A uto c orr el at i o n Func ti on  ( A CF )  of  s ol ar r a di ati on  ( 1 97 1 - 2 01 6) t i m e  s erie s     ( b) Pa r ti al   A ut oc orr el ati on  F un c ti o n (P A CF )  of  s ol ar r a d i at i on  ( 1 97 1 - 20 1 6) ti m e s erie s   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             ◼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No .  6,  D ec em be r  20 19 :   31 0 0 - 31 0 9   3106       ( a)   ( b)     F i gu r e  6.  ( a)  A uto c orr el at i o n Func ti on  ( A CF )   p l ot  of  r es i du a l s  of  A RM A  ( 3, 0)     ( b) Pa r ti al   A ut oc orr el ati on  F un c ti o n (P A CF )   p l ot  of  r es i du a l s  of  A RM A  ( 3, 0)               F i gu r e  7.  T i m e  pl ot  of  r es i d ua l s     of  A RMA  ( 3,0 )     F i gu r e  8.  M ea s ure d V s   A R MA ( 3, 0) of   m ea n  y e ar l y  m i ni m u m  s ol ar r ad i at i on  ( 1 97 1 - 20 1 6)       T ab l e  1.   AI C  an d  M S E   V a l u es  of  A RM A  M od e l s     A R M A   ( 1 , 0 )   A R M A   ( 1 , 1 )   A R M A   ( 2 , 0 )   A R M A   ( 2 , 1 )   A R M A   ( 3 , 0 )       A R M A   ( 3 , 1 )   AIC   1 8 . 2 7 7 6   2 6 . 9 1 9 1   1 7 . 1 5 2 4   2 6 . 9 1 9 1   1 5 . 2 0 0 6       2 3 . 4 5 6 7   M S E   - 0 . 8 3 7 2 6   - 0.   80962   - 0.   81788   - 1.   9479   - 0.   01943       1.   8346     T ab l e 2 .   R MS E ,  MA P E , a n d   S S E   V al ue s  of  A R MA  Mo de l s     M OD E L   R M S E   M A P E   S S E   A R M A ( 1 , 0 )   0 . 0 1 8 2   1 . 8 2 0 1   7 7 . 5 6 0 9   A R M A ( 1 , 1 )   0 . 0 1 7 6   1 . 7 6 0 0   7 7 . 5 7 6 2   A R M A ( 2 , 0 )   0 . 0 1 7 8   1 . 7 7 8 0   7 7 . 5 7 1 5   A R M A ( 2 , 1 )   0 . 0 4 2 3   4 . 2 3 4 7   7 7 . 5 5 5 9   A R M A ( 3 , 0 )   0 . 0 0 0 4   0 . 0 4 2 2   0 . 0 3 8 8 5   A R M A ( 3 , 1 )   0 . 0 3 9 9   3 . 9 8 8 2   6 9 . 9 8 9 6         5.3 .  A RM A P  M o d ell ing   T he   ne w   A R MA P   m od el   i s   de v el op e d  to  e l i m i na t e  th e  s tat i on ari t y   bo tt l e ne c k   s u c h  as   ov er  d i f f erenc i ng ,  s tat i o na r i t y   tes t  a nd   s o  on .  V ari ou s   v a l ue s   of   V n   ( w h ere  2 < n > p + 1 )   pa r am ete r   i n  ( 14 )   wer e  s e l ec te d  a nd   t he   A RM A   an d   P M A   m eth o do l og y   i s   f ol l o w e d  to   f i nd   t he   be s t  m od el .  O nc e  v a l u es   of   V n   ( V 2 ,  V 3   and  V 4 )   are  tab ul ate d   the n   i t  c an   be   us ed   t o  es t i m ate   pa r am ete r s   o f  the   A RM A   us i ng   d i f f erent  m eth od s   s uc h  as   l ea s t  s qu are  es t i m ati on ,  m ax i m um   l i k el i ho od ,     Y ul e - W al k er  es ti m ate   etc .  T he   m od el   i s   de f i ne d  as   A RM A ( p,q ) + P MA ( n).  T he   s u m   of   s qu are  err or  ( S S E )   of   v ar i ou s   P MA ( n)  i nc r ea s es   as   n  i s   greate r   or  l es s   t ha n   p   or   q   as   s ho wn   i n     F i gu r e   9,   w h ere   f or  A R MA ( 3,0 ) ,  P M A ( 2)  ha s   S S E   of   9 3.9 5 18   tha t  i s   gre ate r   tha n  c orr es po nd i ng   P M A ( 3)  wi th   4. 17 X 10 - 23 .  Ho w e v er,   S S E   v al ue   of   P MA ( 3)   i s   l es s   th an   tha t  o f   P MA ( 4)   w i th   6.1 4X 10 - 21 .  B as ed   on   the   r ul e  of   pa r s i m on y   A RM A ( 3, 0)+ P MA ( 3)  i s   s el ec ted   as   ad eq ua t e  w i th    a  be tte r   f i t  of   48 %  t ha n  A R MA ( 3, 0).  T he   p l ot   of   f orec as ted   a ga i ns t  th e  ac t ua l   d at a  i s   s h o w n  i n  F i gu r e  1 0  w h ere  the   c orr e l at i on   i s   al m os t  10 0%.  T he   S S E ,  R MS E   an d  M A P E   f or  the   m od el   are 1 . 8708 × 10 − 21 ,  1 . 0444 × 10 − 10   and  6 . 6292 × 10 − 12   r es pe c ti v e l y .     5.4 . Com p ar i son  bet w ee n   A RM A   and   A RM A P  Fo r ec as t   T he   A RM A P   m od el   i m pr ov es   t he   A RM A   m od el   s uc h  tha t  th e  f orec as t  i s   be tte r .     T he   r es i du a l s   of   pred i c ti o n   w i t h  ea c h   m od el   ar e  us e d  f or  v ario us   err or  an a l y s e s   to  de term i ne     the   be s t  m od el   tha t   f i ts   the   da t a.  T he s e  err or  an a l y s e s   m a y   i nc l u de   s um   of   s qu a r e  err or   ( S S E ) ,  s u m   of   err or  ( S E ) ,  m ea n  ab s ol ute   p erc en ta ge   err or  ( M A P E ) ,  r o ot   m ea n  s qu are   er r or  an d  T he i l ’ s   U - S tat i s ti c s .  A s   pro v en   i nt er - al i a  A R MA ( 3 ,0)  m od el   i s   f ou nd   to  be   th e  be s t  am on g  th e  tes te d  Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   ◼     A  no v e l   mo d el  f or s ol ar r ad i ati o n p r e di c t i on   ( I brah i m  S .  Ma du gu )   3107   m od el s .  A l s o,   th e  i ntrod u c ti on   of   A RM A P   s ho w s   a   great   i m prov em e nt  i n  th e  ti m e  s erie s   f orec as ti ng ,  whereb y  t he r e  i s  trem en do us  r ed uc t i on  i n   err or ana l y s i s .             Fi gu r e  9.  S um  of  S qu are  E r r or of   A RM A ( 3,0 ) + P MA ( n)     F i gu r e  10 .  A R MA ( 3, 0)+ P M A ( 3) F orec as ti ng       5.5 .  A n al y s is  o f   S u m o f  S q u ar e  E r r o r  f o r   A RM A   an d   A RM A P   T he   s u m s   o f   s qu are  err ors   of   the   two  m eth od s   are   c om pa r ed   as   s ho wn  i n  F i g u r e  11 .     I t  c an   be   d ed uc e d  t ha t   P MA ( 3)  f or  A RM A ( 3,0 )   an d   A R MA ( 4 ,0)  h av e  t he   l ea s t  v a l u es   w i th    1.87 x 10 - 21   a nd   2.6 8 x 10 - 22   r es pe c ti v e l y   wh i l e  P MA ( 2) + A RM A ( 2,0 )   ha s  th e h i g he s t  v a l ue  ( 25 5 .75 ) .  Cons i d erin g  th e  pr i nc i pl e   of   pa r s i m on y   A R MA ( 3,0 )   wi l l   b e  c ho s e n  a nd   c om pa r ed   wi th   A RM A ( 3,0 ) + P MA ( 3). T he   S S E  of  th es e t wo m od el s  are  55 . 13  an d  1.8 7 x 10 - 21   f or A RMA ( 3, 0) a nd   A RM A ( 3,0 ) + P MA ( 3)   r es pe c ti v el y  r ep r es en t i ng   a red uc ti on  of  err or b y  6. 60 x 10 17 %.     5.6 .  A n al y s is  o f  T h eil ’s  U - S t atist ic  f o r   A RM A  and   A RM A P   T he   T he i l ’ s   U - s tat i s t i c s   d e s c r i be d  i n   e qu at i o n  18   i s   an oth er  a na l y s i s   th at  de s c r i be s     the   pe r f orm an c e  of   f orec a s ti ng   m od el ,  us ua l l y   th e  m od e l   w i t h  the   l o w es t  v al ue   i s   c on s i de r ed     the   b es t  m od el .  In  F i gu r e  12   A RM A ( 3,0 )   h as   a   v a l ue   0.0 0 61   whi c h  i s   hi g he r   tha n  A RM A ( 3,0 ) + P MA ( 3)  ha v i n g  3.6 9X 1 0 - 14 .  H o w e v er,  i t  c an   be   s ee n  t ha t  A RM A ( 4 ,0)  ha s   a  v er y   s l i gh t l o w er  v a l ue   bu t  i s  qu i t e i ns i gn i f i c an t a n d  as  s uc h i t i s  no t c on s i de r ed .             F i gu r e  11 .  S um  s qu are err o r  of  A RMA     an d  A RM A P  m od el s     F i gu r e  12 . T he i l ’ s  U - S ta ti s ti c  f or ARM A     an d  A RM A P  m od el s       5.7 .  A n al y s is  o f  Ro o t  M ea n  S q u ar e E r r o r  ( RM S E )  f o r   A RM A  and   A RM A P   T he   m od el   w i t h  l o wes t  r oo t   m ea n  s qu are  err or  de s c r i b ed   i n  eq u ati on   3. 37   i s   c on s i de r e d   the   b es t  m od el .  In  F i g ure  13   th e  v al ue   1 .04 44 X 10 - 10   A RM A ( 3,0 ) + P MA ( 3)  f or  i s   the   l o w es t  a nd   he nc e  th e  be s t  m od el .  F urt he r m ore,  c o m pa r i ng   the   R MS E   v a l u e  of   17 .21 64   f or  A RM A ( 3,0 )   a nd   A RM A P  c ou nt erpar t  wi l l   i nd i c ate   a d i f f erenc e o f  a  v a l ue  m ore tha n 1  b i l l i on .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
             ◼                IS S N: 16 93 - 6 93 0   T E L KO M NIK A     V ol .   17 ,  No .  6,  D ec em be r  20 19 :   31 0 0 - 31 0 9   3108   5.8 .  A n al y s is  o f  M ea n   A b solu t e P er c ent age  E r r o r  ( M A P E )  f o r   A RM A  and   A R M A P   T hi s   i s   an oth er  pa r am ete r   us ed   to  c ho os e  t he   be s t   m od el   tha t  f i t  a  da t a.  F i g ure  14   s ho w s   the   a na l y s i s   of   thi s   pa r am ete r   an d  i t  c an   b e  s ee n  th at  w h i l e  A R MA   m o de l   s tarts   wi th     a  v er y   hi gh   v al ue   f or  A R MA ( 1, 0)  i t  de c r ea s es   up   t o  A RM A ( 4, 0).  Ho w e v er,  t he   pa t tern  f or   A RM A P  m od el s  s tarts  wi th   l o w er  v a l u es , i nc r e as es  an d d ec r ea s e d t o  th e  l o wes t  v al u e.             F i gu r e  13 .  Root  m a en  s qu a r e e r r or of  A RM A   an d  A RM A P  m od el s     F i gu r e  14 .  Me an  a bs ol ute   p erc en tag e e r r or of   A RM A  a nd   A RM A P  m od el s           6.  Co n clus ion   In  th i s   pa pe r   t i m e  s erie s   B ox   an d   en k i ns   m eth od o l og y   i s   us ed   to  f i n d  a  be s t  m od el   f or   f orec as ti ng   m ea n  y ea r l y   s o l ar  r ad i a ti o n  da ta  of   46   y ea r s ,  be t w ee n  19 71   a nd   2 01 6 .   Res ul ts   s ho w   tha t  A RM A   ( 3, 0)  m od el   i s   the   m os t  pa r s i m on i ou s   a nd   f i ts   the   da t a  b ett er  t ha n  oth er  c ho s en   m od el s   w i t h  th e  l o w es t  RM S E   v a l ue   of   0.0 00 4  an d  S S E   v a l ue   of   0.0 38 85 .   A   ne wl y   de v e l op ed   proc ed ure  us i ng   a  h y br i d   m eth od   i s   f ou nd   to  i m pr ov e  t he   f orec as t  an d  r ed uc ed   the   err or   be t w e en   the   ac t ua l   a nd   th e  f orec as ted   da t a.  A R MA P   pro v ed   to   b e  a  b ett er   f orec as ti ng   m od el   where  i ts  c orr es p on di n g  v al ue s  of  RMS E ,  MA P E  an d S S E   are m uc h l o w er.         Ref er en ce s   [1 ]   Das   UK,   T e y   KS,  Se y e d m a h m o u d i a n   M ,  M e k h i l e f   S,  Id ri s   M Y ,  Va n   Dev e n te r   W ,   Hora n   B,   Sto j c e v s k i   A .  Fo re c a s ti n g   o f  p h o t o v o l ta i c   p o w e r  g e n e r a ti o n   a n d   m o d e l   o p ti m i z a ti o n :  A   re v i e w .  Ren e wab l e   a n d   Su s ta i n a b l e  En e rg y  Re v i e ws .  2018 ;   81 :  912 - 928 .   [2 ]   Cou n c i l   WE .  W o rl d  e n e rg y  s c e n a ri o s  c o m p o s i n g   e n e rg y  f u tu r e s  t o  2 0 5 0 .  PSI,   L o n d o n .   2 0 1 3 .   [3 ]   Ak o re d e   MF ,  Ib ra h i m   O ,  A m u d a   SA ,  O tu o z e   AO ,  O l u f e a g b a   BJ .  C u rre n t  ta tu   a n d   o u tl o o k   o f   re n e w a b l e   e n e rg y   d e v e l o p m e n t  i n   Nig e r i a .  Nig e ri a n   J o u r n a l   o f  Te c h n o l o g y   (NI J O TECH) .  2017 ;   36 :  196 - 2 1 2 .   [4 ]   Ab d u l k a ri m   A ,  Ab d e l k a d e r  S,   M o rro w   DJ .  Sta t i s t i c a l   a n a l y s e s   o f  wi n d   a n d   s o l a r   e n e rg y   r e s o u rc e s   fo r   th e   d e v e l o p m e n t  o f  h y b r i d   m i c ro g ri d .  2 nd   In te r n a ti o n a l   Co n g re s s   o n   En e rg y   Eff i c i e n c y   a n d   En e rg y   Rel a te d  M a te ri a l s  (ENEFM 2 0 1 4 ) Sp ri n g e r Pro c e e d i n g s   i n  En e rg y .   Sw i tz e rl a n d .  2 0 1 5 :   9 - 14 .   [5 ]   M e k o n ts o   C ,  A b d u l k a r i m   A ,  M a d u g u   IS ,  I b ra h i m   O ,   A d e d i ra n   YA .  Rev i e w   o f  O p ti m i z a ti o n   T e c h n i q u e s   fo r  Si z i n g  Re n e w a b l e  E n e rg y   Sy s te m s .  Com p u te r  En g i n e e r i n g  a n d  Ap p l i c a ti o n s .  2 0 1 9 ;   8 ( 1 ) :  13 - 3 0 .    [6 ]   An o l i e fo   E .  T h e   ro l e   o f   d u s t   i n   t h e   f a i l u re   m e c h a n i s m   o f   s o l a r  s tre e t   l i g h t  i n   Ni g e ri a .  J o u r n a l   o f   Ren e wab l e  a n d  Al t e rn a t i v e  En e rg y  T e c h n o l o g i e s .  2 0 1 6 ;   2 :  86 - 93.   [7 ]   Chi e m e k a   OO ,  O n u r  T ,  Dere k   KB .  S o l a r   e n e r g y   p o t e n ti a l s   i n   s tra t e g i c a l l y   l o c a t e d   c i ti e s   i n   Nig e ri a :   Rev i e w ,  re s o u r c e   a s s e s s m e n t   a n d   PV  s y s te m   d e s i g n .  R e n e wab l e   a n d   Su s ta i n a b l e   En e rg y   Re v i e ws .  2016 ;   55 :  550 - 5 6 6 .    [8 ]   M o h a m m e d   S,   Pe ti n ri n   JO .  Ren e w a b l e   e n e rg y   p o te n t i a l s   i n   Ni g e ri a :  m e e t i n g   ru ra l   e n e rg y   n e e d s .  Ren e wab l e  a n d  Su s ta i n a b l e  E n e rg y  Re v i e ws .   2 0 1 4 :  72 - 84.   [9 ]   Vi n c e n t  EN,  Y u s u f  SD .  In te g r a ti n g   R e n e w a b l e   E n e rg y   a n d   Sm a rt  G ri d   T e c h n o l o g y   i n to   th e   Nig e ri a n   El e c tr i c i ty  Grid  Sy s te m .  Sm a rt  g ri d  a n d  Re n e wab l e  En e rg y .   2 0 1 4 ;   5 (0 9 ) :  2 2 0 - 2 3 8 .   [1 0 ]   M o h a m m e d   Y ,  M u s ta fa   M ,  Ba s h i r  N,   M o k h ta ra   A .  Ren e w a b l e   e n e r g y   re s o u rc e s   fo r  d i s tri b u te d   p o w e r   g e n e ra ti o n   i n   Ni g e ri a :  A  re v i e w   o f  th e   p o te n t i a l .  Ren e wa b l e   a n d   Su s ta i n a b l e   En e r g y   Re v i e ws   j o u r n a l .  2013 :   257 - 268.   [1 1 ]   Ad e o ti   O ,  O y e w o l e   BA,  Ad e g b o y e g a   T D .  So l a r  p h o to v o l ta i c - b a s e d   h o m e   e l e c t ri fi c a t i o n   s y s te m   f o r   ru ra l  d e v e l o p m e n t  i n  Ni g e r i a :  d o m e s ti c  l o a d  a s s e s s m e n t .  Re n e wab l e  E n e rg y .  2 0 0 1 ;   2 4 (1 ) :  1 5 5 - 161 .    Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
T E L KO M NIK A     IS S N: 1 69 3 - 6 93 0   ◼     A  no v e l   mo d el  f or s ol ar r ad i ati o n p r e di c t i on   ( I brah i m  S .  Ma du gu )   3109   [1 2 ]   Ab d u l k a ri m   A ,   Ab d e l k a d e r   S,  M o rro w   D .  M e th o d   fo r   o p t i m u m   d e s i g n   o f  s ta n d a l o n e   h y b ri d   re n e w a b l e   e n e rg y  m i c ro g ri d s .  J o u r n a l   o f  Fu n d a m e n ta l   a n d  A p p l i e d  S c i e n c e s .  2 0 1 7 ;   9 ( 2 ) :  1047 - 1 1 0 1 .    [1 3 ]   Sc h n i tz e r   D ,  L o u n s b u ry   D ,   Carv a l l o   J ,  De s h m u k h   R ,   A p t  J ,  Ka m m e n   DM .  M i c ro g ri d s   f o r  ru r a l   e l e c tri f c a ti o n :  a   c r i ti c a l   r e v i e w   o f  b e s t  p ra c ti c e s   b a s e d   o n   s e v e n   c a s e   s tu d i e s .  Uni t e d   Nat i o n s   Fo u n d a ti o n .   Cal i fo r n i a ,  B e rk e l e y .   2014.   [1 4 ]   Bu g a j e   IM .  Rem o te   a re a   p o wer  s u p p l y   i n   Nig e ri a :  t h e   p ro s p e c ts   o f  s o l a r  e n e rg y .  Ren e wa b l e   En e rg y .   1999 ;   1 8 (4 ) :  491 - 500.   [1 5 ]   Ab d u l k a ri m   A ,  Ab d e l k a d e r   SM ,  M o rro w   D ,  Am u d a   S ,  M a d u g u   S ,  Fa l a d e   A ,  Sa m i n u   S,  Ad e d i ra n   A .  Eff e c t s   o f  PV   te c h n o l o g y   o n   th e   o p ti m a l   d e s i g n   o f  s ta n d a l o n e   re n e w a b l e   e n e r g y   m i c ro g r i d .  J o u r n a l   o f   El e c tr i c a l  e n g i n e e ri n g  En g i n e e ri n g .  2018 ;  17 ( 1 ) :  1 - 8 .    [1 6 ]   Has s a n   J .  ARIM A  a n d   re g re s s i o n   m o d e l s   fo r  p re d i c ti o n   o f  d a i l y   a n d   m o n th l y   c l e a rn e s s   i n d e x .   Ren e wab l e  En e r g y .  2 0 1 4 ;  68 ( 1) :  4 2 1 - 7 .   [1 7 ]   Kh a re   V,  Ne m a   S,  Ba re d a r  P .  So l a r – w i n d   h y b ri d   re n e w a b l e   e n e rg y   s y s te m :  A  r e v i e w .  Ren e wab l e   and  Su s ta i n a b l e  En e rg y  Re v i e ws .  2 0 1 6 ;   58 :  23 - 33.   [1 8 ]   Hua n g   R,  Hu a n g   T ,  G a d h   R,  L i   N .  So l a r  g e n e r a ti o n   p re d i c ti o n   u s i n g   th e   ARM A  m o d e l   i n   a     l a b o ra to ry - l e v e l   m i c r o g ri d .  IE EE  T h i rd   In te rn a t i o n a l   Con f e re n c e   o n   Sm a r t  G ri d   Com m u n i c a ti o n s .   2012 :   5 2 8 - 5 3 3 .    [1 9 ]   W a n   Ah m a d   W K A ,  Ah m a d   S .  Ari m a   m o d e l   a n d   e x p o n e n t i a l   s m o o th i n g   m e th o d :  a   c o m p a ri s o n .  AI P   Con fe re n c e  Pr o c e e d i n g s .   2 0 1 3 ;   1 5 2 2 ( 1 ):  1 3 1 2 - 1321 .    [2 0 ]   Fe rra ri   S,   L a z z a ro n i   M ,  Pi u ri   V,  Cri s ta l d i   L ,   Fa i fe r   M .  Sta ti s ti c a l   m o d e l s   a p p ro a c h   fo r   s o l a r  ra d i a t i o n   p re d i c ti o n .  IEEE   In t e rn a t i o n a l   In s tru m e n ta ti o n   a n d   M e a s u r e m e n t  T e c h n o l o g y   Con f e re n c e   (I2 M T C) .   2013 :   1 7 3 4 - 1739 .   [2 1 ]   W u   J ,  Ch a n   CK .  T h e   p re d i c t i o n   o f   m o n th l y   a v e ra g e   s o l a r  r a d i a ti o n   wit h   TDNN   a n d   ARIM A .  2 0 1 2   1 1 th   In te rn a ti o n a l  Co n fe re n c e  o n  M a c h i n e  L e a rn i n g   a n d  A p p l i c a ti o n s .   2 0 1 2 ;  2 :  4 6 9 - 474 .    [2 2 ]   Sh u m w a y   R,  Sto ff e r   D. T i m e  S e ri e s  An a l y s i s .   L o n d o n :  Sp ri n g e r .   2 0 1 1 .   [2 3 ]   M c G e e   R,  Y a ff e e   M.   In tro d u c ti o n   to   ti m e   s e ri e s   a n a l y s i s   a n d   fo r e c a s ti n g .   Bro o k l y n ,  New   Y o rk :   Ac a d e m i c  Pre s s ,  In c .   1 9 9 9 .   [2 4 ]   O tu ra n c   G ,   Hep b a s l i   A,  G e n c   A .  Sta t i s t i c a l   a n a l y s i s   o f  s o l a r  ra d i a ti o n   d a ta .  E n e rg y   So u r c e s .  2 0 1 0 ;   25 ( 11 ) :  1 0 8 9 - 1 0 9 7 .   [2 5 ]   Pe l g ri n   F .  L e c t u re  5 :  Bo x - J e n k i n s   m e t h o d o l o g y .  Ni c e .   2 0 1 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.