I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   A d v a n c e s   i n   A p p l i e d   S c i e n c e s   ( I J A A S )   V o l .   8 ,   N o .   2 ,   J u n e   2 0 1 9 ,   p p .   1 3 6 ~ 1 4 2   I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4 ,   D O I :   1 0 . 1 1 5 9 1 / i j a a s . v 8 . i 2 . p p 1 3 6 - 1 4 2             1 3 6       J o u r n a l   h o m e p a g e :   h t t p : / / i a e s c o r e . c o m / o n l i n e / i n d e x . p h p / I J A A S   S o l a r   p a n e l   m o n i t o r i n g   a n d   e n e r g y   p r e d i c t i o n   f o r     s m a r t   s o l a r   s y s t e m       I s h a   M .   S h i r b h a t e ,   S u n i t a   S .   B a r v e   S c h o o l   o f   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   &   T e c h n o l o g y ,   M I T   A c a d e m y   o f   E n g i n e e r i n g ,   I n d i a       A r t i c l e   I n f o     A B S T R A C T   A r t i c l e   h i s t o r y :   R e c e i v e d   S e p   1 2 ,   2 0 1 8   R e v i s e d   A p r   5 ,   2 0 1 9   A c c e p t e d   M a y   5 ,   2 0 1 9       S o l a r   E n e r g y   i s   e s t a b l i s h e d   a s   a n   a l t e r n a t i v e   s o u r c e   o f   e n e r g y   k n o w n   a s   r e n e w a b l e   e n e r g y .   I n   a   d e v e l o p i n g   c o u n t r y   l i k e   I n d i a ,   t h e   p e r s p e c t i v e   o f   S o l a r   E n e r g y   i s   i m p o r t a n t ,   a s   i t   s u p p o r t s   a   l i m i t l e s s   s o u r c e   o f   e n e r g y .   M o n i t o r i n g   a n d   p r e d i c t i o n   o f   p h o t o - v o l t a i c   e n e r g y   g e n e r a t i o n   h e l p   t o   r e d u c e   t h e   e n e r g y   l o s s   a n d   e m p o w e r   t o   u t i l i z e   m o r e   e n e r g y .   S o l a r   e n e r g y   p r e d i c t i o n   i s   c h a l l e n g i n g   a s   i t   d e p e n d s   o n   t h e   f l u c t u a t i n g   s o l a r   r a d i a t i o n s   a n d   c l i m a t e   c o n d i t i o n s .   T h e   p r o b l e m   s t a t e m e n t   i s   t o   m o n i t o r   s o l a r   p a n e l s   a n d   p r e d i c t   e n e r g y   g e n e r a t i o n   f o r   e n e r g y   m a n a g e m e n t   p r o c e d u r e .   I n   t h i s   p a p e r ,   t h e   I n t e r n e t   o f   T h i n g s   a n d   M a c h i n e   L e a r n i n g   a l g o r i t h m s   a r e   u s e d   a s   a   p o w e r f u l   t o o l   f o r   d e v e l o p i n g   a   s m a r t   s o l a r   s y s t e m .   T h e   m e t r o - l o g i c a l   d a t a   s u c h   a s   h u m i d i t y ,   t e m p e r a t u r e   a n d   p h o t o v o l t a i c   p a n e l   d a t a   i s   u s e d   a s   i n p u t   t o   f o r e c a s t   s o l a r   p o w e r   g e n e r a t i o n .   F o r   p r e d i c t i o n ,   w e   e x a m i n e   t i m e - s e r i e s   o f   s o l a r   e n e r g y   d a t a   w i t h   H i d d e n   M a r k o v   M o d e l .   T h i s   m o d e l   c o n s i d e r s   t h e   p r o b a b i l i s t i c   c o r r e l a t i o n   b e t w e e n   p r e v i o u s   v a l u e s   t o   n e x t   v a l u e   i n   t i m e - s e r i e s .   E x p e r i m e n t a l   r e s u l t s   s h o w s   t h a t   i n d i v i d u a l   p a n e l   d e a d   s t a t e   i s   l o c a t e d   s u c c e s s f u l l y   a n d   t i m e - s e r i e s   b a s e d   s o l a r   e n e r g y   p r e d i c t i o n   e m u l a t e   t h e   a c t u a l   p o w e r   g e n e r a t i o n .   K e y w o r d s :   I n t e r n e t   o f   t h i n g s   ( I o T )   P r e d i c t i o n   S o l a r   e n e r g y   S o l a r   r a d i a t i o n   T i m e - s e r i e s   C o p y r i g h t   ©   2 0 1 9   I n s t i t u t e   o f   A d v a n c e d   E n g i n e e r i n g   a n d   S c i e n c e .     A l l   r i g h t s   r e s e r v e d .   C o r r e s p o n d i n g   A u t h o r :   I s h a   M .   S h i r b h a t e ,     S c h o o l   o f   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   &   T e c h n o l o g y ,   M I T   A c a d e m y   o f   E n g i n e e r i n g ,   A l a n d i ,   P u n e ,   M a h a r a s h t r a ,   I n d i a .   E m a i l :   s h i r b h a t e . i s h a @ g m a i l . c o m . i n       1 .   I N T R O D U C T I O N   S o l a r   e n e r g y   i s   t h e   b e s t   p r o m i s i n g   n a t u r a l - r e n e w a b l e   e n e r g y   s o u r c e   f o r   a   g r e e n   f u t u r e ,   i t   h a s   a   l e s s e r   e c o l o g i c a l   i m p a c t   a s   c o m p a r e d   t o   o t h e r   u s u a l   e n e r g y   s o u r c e s .   O i l ,   C o a l ,   G a s e s   a r e   c o n v e n t i o n a l   b u t   n o n - r e n e w a b l e   s o u r c e s   o f   e n e r g y ,   t h e y   w i l l   r u n   o u t   v e r y   s o o n   i f   e x p l o i t e d   a t   h u g e   s c a l e .   M o r e o v e r ,   t h e   b u r n i n g   o f   t h e s e   f o s s i l   f u e l s   i n c r e a s e s   t h e   c o n c e n t r a t i o n   o f   g r e e n h o u s e   g a s e s   r e s u l t s   i n   g l o b a l   w a r m i n g   [ 1 ] .   S o l a r   e n e r g y   d o e s   n o t   a f f e c t   g r e e n h o u s e   a t m o s p h e r e .   C u r r e n t l y ,   p h o t o v o l t a i c   ( P V )   s o l a r   e n e r g y   c h a r a c t e r i z e s   a s   t h e   t h i r d - l a r g e s t   s o u r c e   o f   r e n e w a b l e   e n e r g y   s u b s e q u e n t   t o   h y d r o   a n d   w i n d   [ 2 ] .   T h e   g l o b a l   i n v e s t m e n t   i n   p h o t o - v o l t a i c   s o l a r   s y s t e m s   i n c r e a s e d   b e c a u s e   o f   t r a n s f o r m a t i o n   i n   f a v o r a b l e   g o v e r n m e n t   p o l i c i e s   a n d   a   r e d u c t i o n   i n   t h e   c o s t   o f   t h e   P V   c o m p o n e n t .   T h e s e   a s p e c t s   g i v e   r e w a r d s   f o r   i n v e s t m e n t   i n   s o l a r   s y s t e m s   w h i c h   i s   m o r e   m o t i v a t i n g .   P V   s y s t e m   f a c e s   s o m e   p r o b l e m s   a f t e r   i n s t a l l a t i o n   l i k e   d i r t y   s u r f a c e ,   d a m a g e d   c o n n e c t i o n s ,   a n d   j u n c t i o n   b o x   f a i l u r e   r e s u l t s   i n   a   r e d u c t i o n   i n   a l l - o v e r   s y s t e m   p e r f o r m a n c e .   I o T   i s   a   t o p o l o g y   o f   t h e   l i n k e d   s m a r t   s e n s o r s   a n d   s o f t w a r e   t h a t   a l l o w s   t h e   t h i n g s   t o   a s s e m b l e   a n d   t r a n s m i t   d a t a   u s i n g   t h e   i n t e r n e t .   I o T   b a s e d   a p p l i a n c e   i s   v e r y   s u p p o r t i v e   f o r   m o n i t o r i n g   t h e   s y s t e m   a t   c h e a p   c o s t .   S o l a r   p a n e l ' s   e n e r g y   i s   a f f e c t e d   b y   e n v i r o n m e n t a l   c o n d i t i o n s .   U s i n g   s e n s o r s   w e   c a n   d i r e c t l y   c o l l e c t   d e t a i l s   a b o u t   e n v i r o n m e n t a l   c o n d i t i o n s   l i k e   h u m i d i t y   a n d   t e m p e r a t u r e   o f   t h a t   l o c a t i o n   [ 3 - 4 ] .   T h e   r e a l - t i m e   m o n i t o r i n g   s y s t e m   u s i n g   I o T   s h o w s   t h e   c u r r e n t   s t a t u s   o f   g e n e r a t e d   e n e r g y ,   h u m i d i t y ,   t e m p e r a t u r e ,   a   f a u l t   a t   t h e   p a n e l   l e v e l   a n d   d e t a i l s   o f   d e a d   p a n e l s   [ 5 ] .   A   d e f e c t   c a n   b e   d e t e c t e d   b y   c o l l e c t i n g   a n d   a n a l y z i n g   e a c h   s e n s o r ' s   d a t a .   E l e c t r i c a l   p a r a m e t e r s   o b s e r v a t i o n   g e n e r a l l y   c r e a t e s   a   h u g e   q u a n t i t y   o f   d a t a .   T h e   c o l l e c t e d   d a t a   u s e d   b y   a r t i f i c i a l   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t .   J .   o f   A d v .   i n   A p p l .   S c i .   I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4       S o l a r   p a n e l   m o n i t o r i n g   a n d   e n e r g y   p r e d i c t i o n   f o r   s m a r t   s o l a r   s y s t e m   ( I s h a   M .   S h i r b h a t e )   1 3 7 i n t e l l i g e n c e   f o r   p o w e r   f o r e c a s t i n g   p r i n c i p l e s   [ 6 ] .   E l e c t r i c a l   s o l a r   p o w e r   p r o d u c t i o n   i s   d e c e n t r a l i z e d   i n   n a t u r e   a n d   i t ' s   d i f f i c u l t   t o   m o n i t o r   a   l a r g e   a m o u n t   o f   d a t a   [ 7 ] .   R e a l - t i m e   r e s e a r c h   o f   s o l a r   s y s t e m   i s   a   v e r y   c o m p l i c a t e d   t a s k ,   a s   i t   d e m a n d s   a   p r e c i s e   P V   e m u l a t o r   t h a t   m a y   s p e c i f i c a l l y   r e p r o d u c e   t h e   n o n - l i n e a r   c h a r a c t e r   o f   P V   c e l l s .   I t   a l s o   c o n f l i c t s   r e a l i z a t i o n   c o s t ,   a c c u r a c y ,   e f f i c i e n c y ,   c o m p l e x i t y ,   s e n s i t i v i t y   w i t h   v a r y i n g   e n v i r o n m e n t a l   c o n d i t i o n s   [ 8 ] .   A c c o r d i n g   t o   a u t h o r   A r u n   G .   P h a d k e e t   [ 9 ]   b y   W i d e   A r e a   M o n i t o r i n g   ( W A M ) ,   i t   i s   p o s s i b l e   t o   a s s e m b l e   d i m e n s i o n s   r e m o t e l y   f r o m   d i f f e r e n t   p l a c e s   o f   p o w e r   s y s t e m s .   M o n i t o r i n g   P V   p a n e l s   p e r f o r m   s u p e r v i s i o n   a l o n g   w i t h   f a u l t   r e c o g n i t i o n .   T h e   f a u l t   f i n d i n g   p r o c e s s   a s s i s t s   f o r   t h e   r e c o g n i z i n g   d i a g n o s i s   o f   t h e   s o l a r   p l a n t   s y s t e m ,   w h i c h   d e p e n d s   o n   t h e   s t u d y   o f   v o l t a g e   a n d   c u r r e n t   f a c t o r s   a n t i c i p a t e d   f r o m   m o n i t o r e d   d a t a   o f   a   P V   [ 1 0 ] .   T h i s   f a c i l i t i e s   i m p r o v e s   W A M   t o   m o d e r n   e n e r g y   s y s t e m   p r o t e c t i o n .   T h e   p r o p e r   m a n a g e m e n t   m e e t s   a   n e w   s c h e m e   w h i c h   g i v e s   a n   a d v a n c e   r e s u l t   o f   t h e   a d a p t i v e   s y s t e m .   T o   d e v e l o p   a   s m a r t   s o l a r   p l a n t   s y s t e m ,   i t   i s   e s s e n t i a l   t o   g e t   a c c u r a t e   P V   p o w e r   f o r e c a s t i n g   r e s u l t s   f o r   e f f i c i e n t   e n e r g y   m a n a g e m e n t .   T h e   m e s s y   n a t u r e   o f   e c o l o g i c a l   c o n d i t i o n s   a n d   t h e   s u r p r i s i n g   w e a t h e r   c i r c u m s t a n c e s   m a k e s   a c c u r a t e   s o l a r   p o w e r   p r e d i c t i o n   e n o r m o u s l y   d i f f i c u l t   [ 1 1 ] .   P r e d i c t i o n   o f   s o l a r   p o w e r   i s   s t r a i g h t f o r w a r d l y   c o n n e c t e d   t o   t h e   w e a t h e r   p r e d i c t i o n s .   T o   m a k e   w e l l - o r g a n i z e d   c o n s u m p t i o n   o f   e n e r g y   s y s t e m ,   i t   i s   h e l p f u l   t o   f o r e c a s t   t h e   r e p o r t s   o f   s o l a r   e n e r g y   g e n e r a t i o n .   T h e   e x a c t   f o r e c a s t i n g   o f   s o l a r   i r r a d i a n c e   d i g r e s s i o n   e n h a n c e s   t h e   q u a l i t y   o f   p r o g r e s s i o n   w i t h   c i v i l i z i n g   P V   e n e r g y   s u p e r v i s i o n   c i r c u m s t a n c e s   [ 1 2 ] .   M a x i m u m   P o w e r   P o i n t   T r a c k i n g   ( M P P T )   f o r   s o l a r   s y s t e m s   a s s i s t   p r e d i c t i o n   b y   m e a s u r i n g   a n d   e s t i m a t i n g   v o l t a g e   a n d   c u r r e n t .   T h e   A d a p t i v e   N e u r o - F u z z y   ( A N F I S )   m o d e l   u t i l i z e s   P V   c e l l s   t e m p e r a t u r e   a n d   s o l a r   r a d i a t i o n   w i t h   a   w a v e l e t   d e n o i s i n g   m o d e l   t o   o b t a i n   f i l t e r e d   c o n s t r a i n t s .   M A T L A B   i s   e a s y   t o   r e v i s e   t h e   p r o c e s s i n g   o f   t h e   M P P T   [ 1 3 ] .   T h e   p r o b l e m   s t a t e m e n t   o f   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m   i s   t o   m o n i t o r   s o l a r   p a n e l s   a n d   p r e d i c t   t h e   f u t u r e   e n e r g y   g e n e r a t i o n   u s i n g   H i d d e n   M a r k o v   M o d e l   a l g o r i t h m   f o r   e n e r g y   m a n a g e m e n t   i n   I o T   b a s e   e n v i r o n m e n t s .   T h e   o b j e c t i v e s   o f   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m   a r e   a s   f o l l o w s :   t o   d e v e l o p   a   r e a l - t i m e   s o l a r   p a n e l   m o n i t o r i n g   s y s t e m   f o r   m o r e   e n e r g y   u t i l i z a t i o n ;   a n d   t o   d e v e l o p   a   p r e d i c t i o n   m o d e l   f o r   s o l a r   e n e r g y   m a n a g e m e n t   p r o c e d u r e .       2 .   S Y S T E M   A R C H I T E C T U R E   T h e   p r o p o s e d   s m a r t   s o l a r   s y s t e m   s t a r t s   w i t h   m o n i t o r i n g   p a n e l   l e v e l   P V   p l a n t .   T h e   s o l a r   e n e r g y   m o n i t o r i n g   s y s t e m   i s   i m p l e m e n t e d   b y   u s i n g   I O T .   F i g u r e   1   s h o w s   t h e   s y s t e m   a r c h i t e c t u r e   o f   a   p r o p o s e d   s y s t e m .   W e   c a n   o b s e r v e   t h e   s o l a r   p a n e l   a n d   m u l t i p l e   s e n s o r s   a n d   P V   p a n e l s   a r e   c o n n e c t e d   w i t h   t h e   m i d d l e w a r e   e l e c t r o n i c   b o a r d   t h a t   i s   R a s p b e r r y   P i   3 .   T h a t   b o a r d   i s   a   c e n t r a l   o b s e r v i n g   s t r u c t u r e   w h i c h   c o l l e c t s   d a t a   f r o m   s e n s o r s .   A   t e m p e r a t u r e   a n d   h u m i d i t y   o f   t h e   l o c a t i o n   a r e   s e n s e d   b y   s e n s o r s   a n d   p o w e r   v a l u e s   a r e   s e n s e d   b y   P V   p a n e l .   M o n i t o r i n g   s y s t e m   d i s p l a y s   t h e   c u r r e n t   s t a t u s   o f   t e m p e r a t u r e ,   h u m i d i t y   a n d   g e n e r a t i n g   e n e r g y   p o w e r   a t   c e r t a i n   t i m e   i n t e r v a l s .   T h e   s y s t e m   d i s p l a y s   t h e   e n t i r e   i n f o r m a t i o n   o n   t h e   w e b   p a g e s   a n d   s u b s e q u e n t l y ,   i t   s t o r e s   d a t a   o n   t h e   c l o u d .           F i g u r e   1 .   A r c h i t e c t u r e   d i a g r a m   o f   p r o p o s e d   s y s t e m   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t .   J .   o f   A d v .   i n   A p p l .   S c i .   V o l .   8 ,   N o .   2 ,   J u n e   2 0 1 9 :     1 3 6   –   1 4 2   1 3 8 P r e d i c t i o n   s y s t e m   w o r k s   o n   h i s t o r i c a l   d a t a   o f   s o l a r   p o w e r   c o l l e c t e d   b y   m o n i t o r i n g   s y s t e m .   T o   m a k e   a d v a n c e   a d a p t i v e   f o r e c a s t   s y s t e m   w e   a p p l y   a   H i d d e n   M a r k o v   M o d e l   ( H M M )   w h i c h   w o r k s   a s   t i m e - s e r i e s   p r e d i c t i o n .   T h e   s y s t e m   s t a t e s   d e f i n i t i o n   a n d   t r a n s i t i o n   p r o b a b i l i t i e s   f o r   c o n s t r u c t i n g   H M M .   T h e   p r o p o s e d   m e t h o d   g i v e s   a n   a c c u r a t e   p r e d i c t i o n   o f   s o l a r   e n e r g y   g e n e r a t i o n .       3 .   R E S E A R C H   M E T H O D   3 . 1 .     M o n i t o r i n g   s y s t e m   T h e   m o n i t o r i n g   s y s t e m   m e a s u r e   a n d   d i s p l a y   t h e   c o l l e c t e d   d a t a   b y   s e n s o r s   a n d   s o l a r   p a n e l s .   W e   m o n i t o r e d   t e m p e r a t u r e ,   h u m i d i t y   a n d   g e n e r a t i n g   s o l a r   p o w e r   u s i n g   s m a r t   d e v i c e s .   I t   i s   e s s e n t i a l   f o r   a   m o n i t o r i n g   s y s t e m   t h a t   t h e   c u s t o m e r s   m u s t   k n o w   t h e   p o t e n t i a l   a n d   p r a c t i c a l   b o u n d a r i e s   o f   d e v i c e s ,   o p e r a t i o n a l   d e v i a t i o n s   a n d   o b j e c t i v e   o f   d a t a   a n a l y s i s .   A s   w e   k n o w   p y t h o n   i s   a   l a r g e l y   u s e d ,   a d v a n c e d ,   i n t e r p r e t e d ,   h i g h - l e v e l ,   d y n a m i c   p r o g r a m m i n g   l a n g u a g e ,   s o   w e   u s e   p y t h o n   p r o g r a m m i n g   t o   c o m p l e t e   t h i s   t a s k .   M o n i t o r i n g   c o n s t r a i n t s   a r e   t h e n   u p l o a d e d   o n   t h e   c l o u d   u s i n g   a   p y t h o n   p r o g r a m .   F l a s k   w o r k s   a s   a   l i g h t - w e i g h t   f r a m e w o r k ,   w h i c h   i s   w r i t t e n   i n   P y t h o n .   T h e   F l a s k   u s e s   s t r e t c h y   c a s t   o f f   t o   r e a d   t h e   s e n s o r   v a l u e s .   W e   c o n s i d e r   t h e   D H T - 1 1   s e n s o r   t h a t   s h o w s   t e m p e r a t u r e   w i t h   h u m i d i t y   a s   w e a t h e r   i n f o r m a t i o n   f r o m   r e a l - t i m e   s i t u a t i o n s .   T h e   s y s t e m   c a n   w o r k   o n   t h e   m u l t i p l e   s o l a r   p a n e l s   w h i c h   h a d   t h e   h e t e r o g e n e o u s   c o n f i g u r a t i o n .     3 . 2 .     P r e d i c t i o n   s y s t e m   I n   t h e   p r o p o s e d   s y s t e m ,   w e   w o r k   o n   H M M   f o r   f i n d i n g   t h e   m o s t   p r o b a b l e   t i m e - s e r i e s .   T h e   t i m e - s e r i e s   p r e d i c t i o n   i s   c a l c u l a t e d   b y   e s t i m a t i n g   p r o b a b i l i t y   o f   s t a t e   t r a n s i t i o n   a n d   o b s e r v a t i o n   s e q u e n c e s   f o r   t h e   p r e d e t e r m i n e d   s t a t e   w h i c h   g i v e s   p r e c i s i o n   i n   p r e d i c t i o n .   T h i s   m e t h o d   t a k e s   h i s t o r i c a l   r e c o r d s   o f   p o w e r   a s   a   i n p u t .   M a r k o v   c h a i n   p r o p e r t y   s a y s   t h a t   t h e   p o s s i b i l i t y   o f   e v e r y   s u b s e q u e n t   s t a t e   d e p e n d s   j u s t   o n   e a r l i e r   s t a t e   [ 1 4 ,   1 5 ] .   T h e   H M M   h a v e     s t a t e s ,   k n o w n   a s   , , … ,   w h e r e   d i s c r e t e   t i m e - p e r i o d     = 0 , 1 , …   O n   e a c h   t i m e - p e r i o d ,   t h e   s y s t e m   i s   i n   t h e   s t a t e   w h i c h   i s   f r e e l y   a v a i l a b l e   c a l l e d     s t a t e s .   T h e s e   s t a t e s   w i t h   t i m e     i s   i d e n t i f y   l i k e   ,   b y     ∈   { , , … , } .   A t   e a c h   a n d   e v e r y   t i m e - p e r i o d ,   t h e   s t a t e     f o r m ,   o n e   r e s u l t i n g   s y m b o l   a c c o r d i n g   t o   O b s e r v a t i o n   a n d   E m i s s i o n   P r o b a b i l i t i e s   a l l o c a t i o n .   W e   f i n d   h i d d e n   a n d   o b s e r v e d   s t a t e s   c a l l e d   a s   a   s t a t e   p r o b a b i l i t y   v e c t o r   ,   i n t e r - s t a t e   t r a n s i t i o n   p r o b a b i l i t y   m a t r i x     a n d   e m i s s i o n   p r o b a b i l i t y   m a t r i x   .   M a r k o v   c h a i n   c a n   t r a n s l a t e   c a l c u l a t e d   d a t a   t o   t h e   v a r i o u s   s t a t e s ,   s o   t h e   s e r i e s   o f   e n e r g y   g e n e r a t i o n   v a l u e s   i s   t r a n s l a t e d   i n t o   t h e   n u m b e r   o f   s t a t e s .   T h e r e f o r e ,   S t a t e   t r a n s i t i o n   p r o b a b i l i t i e s   a r e   { , , … , }   I t   s i g n i f i e s   p r o b a b i l i t y   o f   o n e   s t a t e   t o   a n o t h e r   s t a t e   a s   a   s t a t e   t r a n s i t i o n   p r o b a b i l i t y   m a t r i x     = , =   Р ( | )     H e r e ,     r e p r e s e n t s   a   n u m b e r   o f   r o w s   a n d     n u m b e r   o f   c o l u m n s .   T h e   o b s e r v a t i o n   p r o b a b i l i t y   a l l o c a t i o n   s i g n i f y   f o r   s t a t e     i s   ,   =   1 , … . ,   i n   t h e   s t a t e       = ( ) , ( ) =   Р ( | )     A s   q u a n t i t y   o f   s y m b o l s   a r e   t w o   t h u s     =   2   W i t h   v e c t o r   i n i t i a l   p r o b a b i l i t y   m a t r i x       Π = ( Π ) ,   Π = Р ( )     A t   l a s t ,   M o d e l   i s   s h o w n   b y   = ( , , Π ) .     T h e   p u r p o s e   o f   e n e r g y   p r e d i c t i o n   i s   e x a m i n i n g   a   H i d d e n   M a r k o v   M o d e l   b y   c o n s i d e r i n g   o b s e r v e d   t i m e -   s e r i e s .   M a x i m u m   l i k e l i h o o d   e s t i m a t i o n   m e t h o d   e s t i m a t e   ∗   w h i c h   m a x i m i z e s   a   l i k e l i h o o d   o f   t r a i n i n g   s e r i e s ,   = { }   f o r   i m p r o v e m e n t   i n   Р ( | ) .   A u t o n o m o u s   a n d   s u p r e m e l y   s p o t t e d   s a m p l e s   o f ,   = { }   a r e   a n x i o u s   f r o m   t h e   p r o b a b i l i t y   a l l o c a t i o n   Р ( | ) .   T h e   o b j e c t i v e   i s   t o   g e t   a   v a l u e   o f     w h i c h   o r i g i n a t e s     t o   Р ( | )   a s   l i k e l y   a s   p r o b a b l e .     ≅ Р ( | )     T h e   p r o b a b i l i t y   v a r i a t i o n   m e t h o d   i s   p r e c i s e   w i t h   i d e n t i f i e d   = ( , , Π ) .   R e c a l c u l a t e     f o r   t h e   e n t i r e   s t e p s   w i t h   l i k e l i h o o d   p r o b a b i l i t y   o f   f r e q u e n c y   o f   s t a t e     f o l l o w i n g   s t a t e   .   T h i s   v a r i a t i o n   s t e p   i s   r e i t e r a t e   t i l l   c o n v e r g e n c e   f o r   t h e   t i m e - i n t e r v a l   o f   w h i c h   Р ( | )   n o t   r e d u c e s .     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t .   J .   o f   A d v .   i n   A p p l .   S c i .   I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4       S o l a r   p a n e l   m o n i t o r i n g   a n d   e n e r g y   p r e d i c t i o n   f o r   s m a r t   s o l a r   s y s t e m   ( I s h a   M .   S h i r b h a t e )   1 3 9 S t e p s   A l g o r i t h m   1 :   O b s e r v e   T i m e - S e r i e s   i n   S e q u e n c e   = { 0 ′ , 1 ′ }   2 :   N a m e d   a s   d i f f e r e n t   o b s e r v a t i o n   s y m b o l s   f o r   s t a t e s   N   = { 0 , 1 }   3 :   C a l c u l a t e   a p p r o x i m a t e l y   v a l u e s   o f   M a r k o v   m o d e l   t o   m a x i m i z e   p r o b a b i l i t y   Р ( | )   = ( , , Π )   4 :   P r e d i c t   E n e r g y   g e n e r a t i o n   d e p e n d s   o n   p a s t   o b s e r v a t i o n   t i m e - s e r i e s   Р ( , 1 | ) < Р ( , 0 | )   ℎ   ( + 1 ) = 0   Р ( , 1 | ) ≥ Р ( , 0 | )   ℎ   ( + 1 ) = 1   5 :   P r o d u c e   p r e d i c t e d   o b s e r v a t i o n   t i m e - s e r i e s   f o r   = + 1     2   = { }     u s i n g   { }       T h e   a l g o r i t h m   i n i t i a l l y   e x a m i n e s   a l l   t h e   r e c o r d s   f r o m   t h e   d a t a s e t   a n d   s p i t e s   e v e r y   c h a r a c t e r i s t i c .   A t   s t e p   2 ,   i t   m e n t i o n s   e a c h   a t t r i b u t e   a s   a   u n i q u e   s y m b o l   i . e .   0   a n d   1 .   T h e   s a m p l i n g   a p p r o a c h   w o r k   w i t h   t h e   h e l p   o f   H M M   m o d e l   i n   s t e p   3 .   T h e n   n e x t   w e   d o   p r e d i c t i o n   o f   o b s e r v a t i o n   t i m e - s e r i e s   o f   m o v i n g   r a t i o   o f   i n p u t .   L a s t l y ,   i n   c o n c l u s i o n   s t e p   5   g i v e s   t h e   p r e d i c t i o n   o u t p u t .   T h i s   p r o c e s s   i s   c a l l e d   a s   a n   o b s e r v a b l e   M a r k o v   M o d e l .   I t   g i v e s   a   s e t   o f   n u m b e r   o f   s t a t e s   a t   t h e   s p e c i f i c   t i m e   p e r i o d ,   w h e r e   e v e r y   s t a t e   c o m m u n i c a t e s   t o   t h e   n e x t     s t a t e   [ 1 6 ] .   T h u s   t h e   p r e s e n t e d   m o d e l   s e e m s   p r e v e n t i v e   f o r   s e v e r a l   p r o b l e m s .   W e   c a n   e x p a n d   t h e   i d e a   o f   a   M a r k o v   M o d e l   t o   e m b r a c e   t h e   s e t s   w h i l e   o b s e r v a t i o n   s e q u e n c e   i s   a   p r o b a b i l i s t i c   m e t h o d   o f   s t a t e s .   H M M   i s   a   v i t a l   v e r s i o n   o f   M a r k o v   m e t h o d ,   y e t   H M M   i s   a   s e l f - g o v e r n i n g   p r o c e d u r e .   H e r e ,   s t a t e s   c o m m u n i c a t e   t o   a   g r o u p   o f   s a m e   p r o b a b i l i t y   a l l o c a t i o n   o f   o b s e r v a t i o n .   W h i l e   w o r k i n g   o n   t h i s   a l g o r i t h m   w e   f o u n d   t w o   c h a l l e n g i n g   p r o b l e m s   t h a t   a r e   m e n t i o n .     3 . 2 . 1 .   L i k e l i h o o d   p r o b l e m   T h e   f i r s t   p r o b l e m   i s   t o   c a l c u l a t e   t h e   l i k e l i h o o d   s e q u e n c e   o f   a   d i s t i n c t   o b s e r v a t i o n   s e q u e n c e   t h a t   i s   a   n e w   o b s e r v a t i o n   s e q u e n c e   a n d   a   s e t   o f   m o d e l s .   I t   f i n d s   a   m o d e l   w h i c h   g i v e s   t h e   b e s t   s e q u e n c e .   T h e   b e s t   p o s s i b l e   s e q u e n c e   l i n k e d   w i t h   k n o w n   o b s e r v a t i o n s   u s i n g   s t a t e   s e q u e n c e   a n d   O b s e r v e d   T i m e - S e r i e s       Р ( | ) = Π   Р ( |   )   ⨯   Π   Р (   |   )     W e   u s e d   a n   e f f i c i e n t   a l g o r i t h m   c a l l e d   t h e   f o r w a r d   a l g o r i t h m .   T h e   f o r w a r d   a l g o r i t h m   i s   a   k i n d   o f   d y n a m i c   p r o g r a m m i n g   a l g o r i t h m .   I t   c o m p u t e s   t h e   o b s e r v a t i o n   p r o b a b i l i t y   b y   s u m m i n g   o v e r   t h e   p r o b a b i l i t i e s   o f   a l l   p o s s i b l e   h i d d e n - s t a t e   p a t h s   t h a t   c o u l d   g e n e r a t e   t h e   o b s e r v a t i o n   s e q u e n c e .     3 . 2 . 2 .   D e c o d i n g   p r o b l e m   H M M   m o d e l ,   w h i c h   c o n t a i n s   h i d d e n   v a r i a b l e s ,   t h e   c h a l l e n g e   i s   t o   d e t e r m i n e   w h i c h   s e q u e n c e   i s   t h e   u n d e r l y i n g   s o u r c e   o f   s o m e   s e q u e n c e   o f   o b s e r v a t i o n s .   I t   i s   c a l l e d   t h e   d e c o d i n g   t a s k .   T h e   d e c o d e r   f i n d s   t h e   b e s t - h i d d e n   s e q u e n c e ,   t h i s   p r o b l e m   s o l v e d   b y   t h e   V i t e r b i   a l g o r i t h m .   I t   i s   p o s s i b l e   t o   a l t e r   t h e   m o d e l   c o n s t r a i n t s   = ( , , Π )   f o r   m a x i m i z e   Р ( | ) .   T h e   V i t e r b i   A l g o r i t h m   s c o r e   f i n e s t   f r o m   t h e   a   p a r t i c u l a r   p a t h   a t   i n i t i a l   t i m e     o b s e r v a t i o n s ,   t r i m   w i t h   s t a t e     ,   p r e s e n t e d   a s :     ( ) = Р ( , , … , = , | )       4 .   R E S U L T S   A N D   D I S C U S S I O N   T h e   r e s u l t s   a r e   s p l i t   u p   i n t o   t h r e e   p a r t s .   F i r s t   p a r t   i s   a   p e r f o r m a n c e   e v a l u a t i o n   o f   t h e   m o n i t o r i n g   s y s t e m .   T h e   s e c o n d   p a r t   i s   a n   a n a l y s i s   a n d   c o m p a r i s o n   o f   t h e   p r e d i c t i o n   m o d e l   a n d   t h e   t h i r d   p a r t   i s   a   c a s e - s t u d y   o n   a   p r o p o s e d   m e t h o d .     4 . 1 .     A   s o l a r   p l a n t   m o n i t o r i n g   s y s t e m   T h e   s y s t e m   s h o w s   a   s t a t u s   d a s h b o a r d   o f   m o n i t o r i n g   p a n e l s   w i t h   e n e r g y   g e n e r a t i o n   l e v e l .   I t   m o n i t o r s   t h e   t e m p e r a t u r e   i n   d e g r e e   c e l s i u s   a n d   h u m i d i t y   i n   t h e   p e r c e n t a g e .   S o l a r   e n e r g y   d i f f e r s   b y   e n v i r o n m e n t a l     s e a s o n s   [ 3 ] ,   F i g u r e   2   s h o w s   g r a p h s   f o r   h o u r l y   t e m p e r a t u r e   a n d   s o l a r   e n e r g y   g e n e r a t i o n   i n   s u n n y ,   c l o u d y   a n d   r a i n y   d a y s .   T h e   s y s t e m   r e p r e s e n t s   g r a p h s   f o r   a n a l y z i n g   t h e   p e r f o r m a n c e   i n   a   s t a n d a r d   m e t h o d   t o   p r o v i d e   t h e   u n d e r s t a n d a b l e   v i e w   o f   i n f o r m a t i o n   t o   t h e   u s e r s .   T h e   d a s h b o a r d   i s   a c c e s s i b l e   t o   t h e   u s e r s   f r o m   a n y w h e r e   a n d   a n y p l a c e .   I f   t h e   o n e - t i m e   c o n n e c t i o n   t o   t h e   s e r v e r   i s   s u c c e s s f u l ,   t h e   s t a t u s   o f   t h e   s y s t e m   i s   c o n s t a n t l y   p a s s e d   t o   t h e   w e b   s e r v e r   f o r   m o n i t o r i n g   t h e   p a r a m e t e r s   o f   s o l a r   P o w e r   C o n d i t i o n i n g   U n i t   ( P C U ) .   W e   c a n   e x a m i n e   t h e   i n t e n s e   v a l u e s   g e n e r a t e d   b y   s o l a r   P C U .   T h e   s y s t e m   i s   a b l e   t o   a n a l y z e   p a s t   a v e r a g e   r a t i o   o f   e n e r g y   g e n e r a t i o n   m o n t h l y   a n d   y e a r l y .   I n   a d d i t i o n ,   t h e   s y s t e m   a l s o   f o r e c a s t s   t h e   p a n e l ' s   d e a d   s t a t e   a n d   t h e   e r r o r   f i n d i n g .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t .   J .   o f   A d v .   i n   A p p l .   S c i .   V o l .   8 ,   N o .   2 ,   J u n e   2 0 1 9 :     1 3 6   –   1 4 2   1 4 0         ( a )   ( b )     F i g u r e   2 .   ( a )   T e m p e r a t u r e   a n d   ( b )   P o w e r   i n   d i f f e r e n t   w e a t h e r   c o n d i t i o n s       4 . 2 .     S o l a r   e n e r g y   p r e d i c t i o n   W e   i d e n t i f i e d   t h a t   t h e   c o n s e q u e n c e s   o f   p r e d i c t i o n   a r e   a f f e c t e d   b y   t h e   e n v i r o n m e n t a l   s i t u a t i o n s   a n d   l o c a t i o n   o f   P V   p l a n t   [ 6 ] .   I n   t h e   p r e d i c t i o n   m o d e l ,   w e   u s e d   a n   a d v a n c e d   H i d d e n   M a r k o v   M o d e l   t o   p r e d i c t   s o l a r   e n e r g y   g e n e r a t i o n .   C o n s i d e r i n g   t h e   r e a l - t i m e   s t a t i s t i c s   m e a s u r e d   b y   t h e   m o n i t o r i n g   s y s t e m ,   w e   g e t   b e t t e r   r e s u l t s .   F o l l o w i n g   T a b l e   1   s h o w s   t h e   a c t u a l   v a l u e s   a n d   p r e d i c t e d   v a l u e s ,   f o r   f e w   h o u r l y   s a m p l e   c a s e s .   A c c u r a t e n e s s   o f   p r e d i c t i o n   i s   c a l c u l a t e d   w i t h   h e l p   o f   R o o t   M e a n   S q u a r e   E r r o r   ( R M S E )   a n d   M e a n   A b s o l u t e   P e r c e n t a g e   E r r o r   ( M A P E ) .   W e   c o m p a r e   t h e   p r o p o s e d   a l g o r i t h m   w i t h   L i n e a r   R e g r e s s i o n   [ 1 7 ]   a s   s h o w n   i n   T a b l e   2 .   I f   r a t e   a m o n g   p r e d i c t e d   a n d   a c t u a l   v a l u e s   a r e   c l o s e   t o   z e r o   b y   R M S E ,   t h e n   w e   f i n d   b e t t e r - q u a l i t y   o u t p u t   a t   l o w   e r r o r .   F i g u r e   3   a n d   F i g u r e   4   s h o w   d a y   w i s e   a n d   m o n t h - w i s e ,   a c t u a l   w i t h   p r e d i c t e d   P V   p o w e r   g e n e r a t i o n   f o r   d i f f e r e n t   e n v i r o n m e n t a l   c o n d i t i o n s .       T a b l e   1 .   D i f f e r e n t   s a m p l e   c a s e s   o n   h o u r l y   d a t a   H o u r   O b s e r v a t i o n   S e q   S t a t e s   A c t u a l   O u t p u t   P r o p o s e d   M o d e l   1   1 - 0 - 1 - … … . . 0   2   1 . 4 4   1 . 5 6   2   0 - 1 - 0 - . … … . 1   2   1 . 5 0   1 . 5 7   3   1 - 1 - 0 - . … … . 1   2   1 . 8 2   1 . 6 7   4   0 - 1 - 1 - . … … . 0   2   1 . 5 5   1 . 6 5       T a b l e   2 .   C o m p a r i s o n   b e t w e e n   p r o p o s e d   m e t h o d   a n d   a n o t h e r   p r e d i c t i o n   m e t h o d   S r .   N o .   M e t h o d   R M S E   M A P E   1   P r o p o s e d   M e t h o d   0 . 6 4 2   8 . 4 4 2   2   L i n e a r   R e g r e s s i o n   1 . 5 0 1   1 3 . 4 4 0           F i g u r e   3 .   A c t u a l   a n d   p r e d i c t e d   P V   p o w e r   g e n e r a t i o n   i n   ( a )   C l o u d y ,   ( b )   R a i n y   a n d   ( c )   S u n n y   m o n t h     0 2 0 4 0 6 0 8 0 1 0 0 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 T e m p e r a t u r e ( C ) T i m e ( H o u r s ) S u n n y R a i n y C l o u d y 0 0 . 5 1 1 . 5 5 6 7 8 9 1 0 1 1 1 2 1 3 1 4 1 5 1 6 1 7 1 8 P o w e r ( W ) T i m e ( H o u r s ) S u n n y R a i n y C l o u d y 0 1 2 3 4 5 0 1 0 2 0 3 0 P o w e r ( W ) T i m e ( d a y ) ( a ) A c t u a l P r e d i c t e d 0 1 2 3 4 5 0 1 0 2 0 3 0 P o w e r ( W ) T i m e ( d a y ) ( b ) A c t u a l P r e d i c t e d 0 1 2 3 4 5 6 7 0 1 0 2 0 3 0 P o w e r ( W ) T i m e ( d a y ) ( c ) A c t u a l Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I n t .   J .   o f   A d v .   i n   A p p l .   S c i .   I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4       S o l a r   p a n e l   m o n i t o r i n g   a n d   e n e r g y   p r e d i c t i o n   f o r   s m a r t   s o l a r   s y s t e m   ( I s h a   M .   S h i r b h a t e )   1 4 1         F i g u r e   4 .   A c t u a l   a n d   p r e d i c t e d   P V   p o w e r   g e n e r a t i o n   f o r   ( a )   C l o u d y ,   ( b )   R a i n y   a n d   ( c )   S u n n y   d a y       4 . 3 .     C a s e   s t u d y   T h e   p r o p o s e d   m e t h o d o l o g y   i s   t e s t e d   o n   a   d a t a b a s e   o f   t h e   l a r g e - s c a l e   s y s t e m ,   w h i c h   i s   l o c a t e d   a t   M I T   A c a d e m y   o f   E n g i n e e r i n g ,   A l a n d i ,   P u n e   c a m p u s   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   5 .   T h e r e   a r e   s i x   d i s t r i b u t e d   s o l a r   p l a n t s ,   o n e   s i n g l e   p a n e l   i s   w i t h   3 1 5 w a t t   p e a k   c a p a c i t y   a n d   w h o l e   s o l a r   s y s t e m   h a v i n g   t h e   4 3 5 k W   c a p a c i t y .   T h e   s y s t e m   a d d e d   w i t h   i r r a d i a n c e   s e n s o r ,   t e m p e r a t u r e   s e n s o r   a n d   w i n d   s p e e d   s e n s o r   f o r   m o n i t o r i n g   t h e   w e a t h e r   s i t u a t i o n s .   W e   c o n s i d e r   t h e   h o u r l y   p o w e r   d a t a   o f   o n e   p l a n t   t o   p r e d i c t   t h e   s o l a r   p o w e r .   F i g u r e   6   s h o w s   t h e   a c t u a l   a n d   p r e d i c t e d   p o w e r   g e n e r a t i o n   o f   t h e   s o l a r   p l a n t .           F i g u r e   5 .   L a r g e - s c a l e   s o l a r   p l a n t   a t   M I T   A c a d e m y   o f   E n g i n e e r i n g ,   A l a n d i           F i g u r e   6 .   A c t u a l   a n d   p r e d i c t e d   P V   p o w e r   g e n e r a t i o n   o f   l a r g e - s c a l e   s o l a r   p l a n t     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 2 5 2 - 8 8 1 4   I n t .   J .   o f   A d v .   i n   A p p l .   S c i .   V o l .   8 ,   N o .   2 ,   J u n e   2 0 1 9 :     1 3 6   –   1 4 2   1 4 2 5 .   C O N C L U S I O N   S o l a r   e n e r g y   i s   t r u s t w o r t h y   a n d   s u s t a i n a b l e   h e n c e   t h e   u t i l i z a t i o n   o f   t h i s   s m a r t   s o l a r   s y s t e m   i s   r e l i a b l e ,   a d e q u a t e   a n d   c o s t - e f f i c i e n t .   T h e   p r o p o s e d   s m a r t   s o l a r   s y s t e m   c o m p r i s e s   b o t h   M o n i t o r i n g   a n d   P r e d i c t i o n .   W e   h a v e   u s e d   t h e   I n t e r n e t   o f   T h i n g s   ( I o T )   f o r   m o n i t o r i n g   b y   c o n s i d e r i n g   p a r a m e t e r s   l i k e   T e m p e r a t u r e ,   H u m i d i t y   a n d   S o l a r   P o w e r .   I n t e r n e t   o f   T h i n g s   i s   p r o v i d i n g   p r a c t i c a l l y   e x p e r t   m e t h o d s   t h a t   o f f e r s   r e q u i r e d   o u t c o m e .   T h e   d e s i g n e d   s y s t e m   m o n i t o r s   p a n e l   l e v e l   P C U   a n d   a n t i c i p a t e s   t h e   e r r o r   f i n d i n g s .   W e   c a n   a n a l y z e   t h e   w e e k l y   o r   m o n t h l y   p e r f o r m a n c e   o f   p a n e l s .   O n   t h e   o t h e r   h a n d ,   P r e d i c t i o n   u s e s   H i d d e n   M a r k o v   M o d e l   f o r   f o r e c a s t i n g   t h e   s o l a r   p o w e r .   W e   h a v e   d e v e l o p e d   a n   h o u r l y   p r e d i c t i o n   s y s t e m .   C o n s i d e r i n g   h i s t o r i c a l   r e c o r d s ,   t h e   p r o p o s e d   m o d e l   i s   a b l e   t o   p r e d i c t   a c c u r a t e   p o w e r   g e n e r a t i o n   i n   t i m e -   s e r i e s   m e t h o d .   N u m e r i c a l   r e s u l t s   s h o w   t h a t   t h e   p r o p o s e d   m o d e l   a c h i e v e s   b e t t e r   p r e d i c t i o n   a c c u r a c y   t h a n   t h e   s i m p l e   L i n e a r   R e g r e s s i o n   m o d e l .       R E F E R E N C E S   [ 1 ]   I .   G h e r b o u d j   a n d   H .   G h e d i r a ,   " A s s e s s m e n t   o f   s o l a r   e n e r g y   p o t e n t i a l   o v e r   t h e   U n i t e d   A r a b   E m i r a t e s   u s i n g   r e m o t e   s e n s i n g   a n d   w e a t h e r   f o r e c a s t   d a t a , "   R e n e w a b l e   a n d   S u s t a i n a b l e   E n e r g y   R e v i e w s ,   v o l .   5 5 : 1 2 1 0 - 1 2 2 4 ,   2 0 1 6 .     [ 2 ]   M o r e n o - G a r c i a ,   E .   P a l a c i o s - G a r c i a ,   V .   P a l l a r e s - L o p e z ,   I .   S a n t i a g o ,   M .   G o n z a l e z - R e d o n d o ,   M .   V a r o   M a r t i n e z ,   a n d   R .   R e a l - C a l v o ,   " R e a l - t i m e   m o n i t o r i n g   s y s t e m   f o r   a   u t i l i t y - s c a l e   p h o t o v o l t a i c   p o w e r   p l a n t , "   S e n s o r s ,   v o l .   1 6 ( 6 ) ,     p .   7 7 0 ,   2 0 1 6 .   [ 3 ]   S .   R .   M a d e t i   a n d   S .   N .   S i n g h ,   " M o n i t o r i n g   s y s t e m   f o r   p h o t o v o l t a i c   p l a n t s :   A   r e v i e w , "   R e n e w a b l e   a n d   S u s t a i n a b l e   E n e r g y   R e v i e w s ,   v o l .   6 7 ,   p p .   1 1 8 0 - 1 2 0 7 ,   2 0 1 7 .   [ 4 ]   B .   A n d o ,   S .   B a g l i o ,   A .   P i s t o r i o ,   G .   M .   T i n a ,   a n d   C .   V e n t u r a ,   " S e n t i n e l l a :   S m a r t   m o n i t o r i n g   o f   p h o t o v o l t a i c   s y s t e m s   a t   p a n e l   l e v e l , "   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   I n s t r u m e n t a t i o n   a n d   M e a s u r e m e n t ,   v o l .   6 4 ( 8 ) ,   p p .   2 1 8 8 - 2 1 9 9 ,   2 0 1 5 .   [ 5 ]   F .   O .   H o c a o g l u   a n d   F .   S e r t t a s ,   " A   n o v e l   h y b r i d   ( M y c i e l s k i - M a r k o v )   m o d e l   f o r   h o u r l y   s o l a r   r a d i a t i o n   f o r e c a s t i n g , "   R e n e w a b l e   E n e r g y ,   v o l .   1 0 8 ,   p p .   6 3 5 - 6 4 3 ,   2 0 1 7 .   [ 6 ]   S .   D a l i e n t o ,   A .   C h o u d e r ,   P .   G u e r r i e r o ,   A .   M .   P a v a n ,   A .   M e l l i t ,   R .   M o e i n i ,   a n d   P .   T r i c o l i ,   " M o n i t o r i n g ,   d i a g n o s i s ,   a n d   p o w e r   f o r e c a s t i n g   f o r   p h o t o v o l t a i c   f i e l d s :   A   r e v i e w , "   I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   P h o t o e n e r g y ,   2 0 1 7 .   [ 7 ]   C .   S t e g n e r ,   M .   D a l s a s s ,   P .   L u c h s c h e i d e r ,   a n d   C .   J .   B r a b e c ,   " M o n i t o r i n g   a n d   a s s e s s m e n t   o f   P V   g e n e r a t i o n   b a s e d   o n   a   c o m b i n a t i o n   o f   s m a r t   m e t e r i n g   a n d   t h e r m o g r a p h i c   m e a s u r e m e n t , "   S o l a r   E n e r g y ,   v o l .   1 6 3 ,   p p .   1 6 - 2 4 ,   2 0 1 8 .   [ 8 ]   S .   S e n t h i l k u m a r ,   G .   P .   C . ,   “ H i d d e n   M a r k o v   M o d e l   b a s e d   c h a n n e l   s e l e c t i o n   f r a m e w o r k   f o r   c o g n i t i v e   r a d i o   n e t w o r k , ”   C o m p u t e r s   a n d   E l e c t r i c a l   E n g i n e e r i n g ,   v o l .   6 5 ,   p p .   5 1 6 - 5 2 6 ,   2 0 1 8 .   [ 9 ]   A .   G .   P h a d k e ,   P .   W a l l ,   L .   D i n g ,   a n d   V .   T e r z i j a ,   " I m p r o v i n g   t h e   p e r f o r m a n c e   o f   p o w e r   s y s t e m   p r o t e c t i o n   u s i n g   w i d e   a r e a   m o n i t o r i n g   s y s t e m s , "   J o u r n a l   o f   M o d e r n   P o w e r   S y s t e m s   a n d   C l e a n   E n e r g y ,   v o l .   4 ( 3 ) ,   p p .   3 1 9 - 3 3 1 ,   2 0 1 6 .   [ 1 0 ]   S .   S i l v e s t r e ,   L .   M o r a - L o p e z ,   S .   K i c h o u ,   F .   S a n c h e z - P a c h e c o ,   a n d   M .   D o m i n g u e z - P u m a r ,   " R e m o t e   s u p e r v i s i o n   a n d   f a u l t   d e t e c t i o n   o n   O P C   m o n i t o r e d   P V   s y s t e m s , "   S o l a r   E n e r g y ,   v o l .   1 3 7 ,   p p .   4 2 4 - 4 3 3 ,   2 0 1 6 .   [ 1 1 ]   C . W a n ,   J .   Z h a o ,   S .   M e m b e r ,   a n d   Y .   S o n g ,   " P h o t o v o l t a i c   a n d   s o l a r   p o w e r   f o r e c a s t i n g   f o r   s m a r t   g r i d   e n e r g y   m a n a g e m e n t , "   J o u r n a l   o f   P o w e r   a n d   E n e r g y   S y s t e m s ,   v o l .   1 ( 4 ) ,   p p .   3 8 - 4 6 ,   2 0 1 5 .   [ 1 2 ]   S .   M o h a n t y ,   P .   K .   P a t r a ,   S .   S .   S a h o o ,   a n d   A .   M o h a n t y ,   " F o r e c a s t i n g   o f   s o l a r   e n e r g y   w i t h   a p p l i c a t i o n   f o r   a   g r o w i n g   e c o n o m y   l i k e   I n d i a :   S u r v e y   a n d   i m p l i c a t i o n , "   R e n e w a b l e   a n d   S u s t a i n a b l e   E n e r g y   R e v i e w s ,   v o l .   7 8 ,     p p .   5 3 9 - 5 5 3 ,   2 0 1 7 .   [ 1 3 ]   A .   C h i k h   a n d   A .   C h a n d r a ,   " A n   o p t i m a l   m a x i m u m   p o w e r   p o i n t   t r a c k i n g   a l g o r i t h m   f o r   P V   s y s t e m s   w i t h   c l i m a t i c   p a r a m e t e r s   e s t i m a t i o n , "   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   S u s t a i n a b l e   E n e r g y ,   v o l .   6 ( 2 ) ,   p p .     6 4 4 - 6 5 2 ,   2 0 1 5 .   [ 1 4 ]   M .   J .   S a n j a r i   a n d   H .   B .   G o o i ,   " P r o b a b i l i s t i c   f o r e c a s t   o f   p v   p o w e r   g e n e r a t i o n   b a s e d   o n   h i g h e r   o r d e r   m a r k o v   c h a i n , "   I E E E   T r a n s a c t i o n s   o n   P o w e r   S y s t e m s ,   v o l .   3 2 ( 4 ) ,   p p .   2 9 4 2 - 2 9 5 2 ,   2 0 1 7 .   [ 1 5 ]   S .   S .   B a r v e ,   " D y n a m i c   c h a n n e l   s e l e c t i o n   a n d   r o u t i n g   t h r o u g h   r e i n f o r c e m e n t   l e a r n i n g   i n   c o g n i t i v e   r a d i o   n e t w o r k s , "   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e   o n   C o m p u t a t i o n a l   I n t e l l i g e n c e   a n d   C o m p u t i n g   R e s e a r c h ,   2 0 1 2 .   [ 1 6 ]   W .   J .   I .   L i   a n d   J i n b o   P e d r y c z ,   " M u l t i v a r i a t e   t i m e   s e r i e s   a n o m a l y   d e t e c t i o n :   A   f r a m e w o r k   o f   h i d d e n   m a r k o v   m o d e l s , "   A p p l i e d   S o f t   C o m p u t i n g   J o u r n a l ,   v o l .   6 0 ( 2 7 ) ,   p p .   2 2 9 - 2 4 0 ,   2 0 1 7 .   [ 1 7 ]   N .   S h a r m a ,   P .   S h a r m a ,   D .   I r w i n ,   a n d   P .   S h e n o y ,   " P r e d i c t i n g   s o l a r   g e n e r a t i o n   f r o m   w e a t h e r   f o r e c a s t s   u s i n g   m a c h i n e   l e a r n i n g , "   S m a r t   G r i d   C o m m u n i c a t i o n s   ( S m a r t G r i d C o m m ) ,   2 0 1 1   I E E E   I n t e r n a t i o n a l   C o n f e r e n c e ,   p p .   5 2 8 - 5 3 3 ,   2 0 1 1 .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.