一种跟踪风力发电计划的储能容量配置方法及装置与流程

本发明涉及储能技术技术领域，更具体地，涉及一种跟踪风力发电计划的储能容量配置方法及装置。

背景技术：

风力发电在快速发展的过程中仍存在随机性、波动性性等缺点，同时风电功率预测技术准确度无法与实际风电发出功率贴合，导致了风电并网过程中存在的不稳定性，严重影响电网安全性与可靠性。储能系统具有储存容量大、反应速度快、功率可以双向流动等优势，对风力发电的稳定性有很大提升，可以有效降低风力发电的随机性和波动性。

当前跟踪风力发电计划的储能容量配置结果存在经济性低、配置过程中主观性较强以及考虑影响因素较少等问题，导致跟踪风力发电计划的储能收益效果不十分理想。

技术实现要素：

为了解决背景技术存在的跟踪风力发电计划的储能容量配置结果经济性低、配置过程中主观性较强以及考虑影响因素较少的问题，本发明提供了一种跟踪风力发电计划的储能容量配置方法及装置，所述方法包括：

步骤1，根据风电实际发出功率与日前调度功率计算m组容量满足度下的储能配置参数；所述m为正整数；

步骤2，根据层次分析法对储能容量满足度、储能寿命、储能成本以及收回成本时间进行权重赋值；

步骤3，计算所述m组容量满足度下根据层次分析法确定的所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间的权重值总和wi(i＝1,2...m)；

步骤4，将所述权重值总和wi中最大值对应的储能配置方案确定为最终配置方案。

进一步的，在计算所述m组容量满足度下根据层次分析法确定的所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间的权重值总和wi(i＝1,2...m)之后，还包括：

根据熵值法对q组不同规模风电场的预期经济效益进行权重赋值；所述q为正整数；

计算所述m组容量满足度下根据熵值法确定的所述q组不同规模风电场的预期经济效益权重值总和yi(i＝1,2...m)；

计算zi＝wi+yi(i＝1,2...m)，将所述zi中最大值对应的储能配置方案作为最终配置方案。

进一步的，所述根据风电实际发出功率与日前调度功率计算所述m组容量满足度下的储能配置参数包括：

根据所述风电实际发出功率与所述日前调度功率计算考虑允许误差范围后的实际发出功率与日前调度功率的误差；

根据所述误差，计算配置不同功率大小的储能后，风储联合发电系统达到的满足日前调度功率的满足度；

根据所述误差，计算出配置不同容量大小的储能后，储能系统达到满足所需储能容量的满足度；

根据所述储能系统达到满足日前调度功率的满足度以及所述所需储能容量的满足度确定所述m组容量满足度下的储能配置参数。

进一步的，所述根据层次分析法对所述储能配置参数中的储能容量满足度、储能寿命、储能成本以及收回成本时间进行权重赋值包括：

在经济最优的前提下，将所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间两两比较，得到相对重要性的标度对比矩阵a；所述标度对比矩阵a为4阶矩阵；所述比较方法包括采用九节标度法；

将所述m组容量满足度下的储能配置参数分别针对所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间的标准进行两两比较，得到4组方案对比矩阵b；所述方案对比矩阵b为所述m阶矩阵；

计算标度对比矩阵a的最大特征值λ，计算所述特征值λ对应的归一化特征向量，并对标度对比矩阵a进行一致性效验；

计算方案对比矩阵b的层次排序权重向量，并对方案对比矩阵b进行一致性效验；

确定所述m组容量满足度下的储能配置参数配置方案对应权重wi(i＝1,2...m)

其中ai(i＝1,2...m)为所述标度对比矩阵a的最大特征值λ对应的归一化特征向量；bij(i＝1,2...m；j＝1,2,3,4)为对所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间任意一个因素的层次单排序权重向量；

进一步的，所述标度对比矩阵a进行一致性校验包括：

计算一致性指标ci，所述ci的公式为

所述λ为所述标度对比矩阵a的最大特征值，所述n为归一化对比矩阵对角线元素之和，所述归一化对比矩阵为

随机构造n个归一化对比矩阵，计算随机一致性指标ri，所述ri公式为

计算一致性比率cr，

cr<0.1时，对比矩阵a不一致程度在允许范围内。

进一步的，所述方案对比阵b进行一致性校验包括：

计算一致性比率cr′,

其中，ci1′…ci4′为所述m组容量满足度下的储能配置参数对所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间因素的层次单排序指标；ri1′…ri4′为为所述m组容量满足度下的储能配置参数对所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间因素的随机一致性指标；

当cr′<0.1时，所述方案对比阵b通过一致性校验。

进一步的，所述根据熵值法根据熵值法对q组不同规模风电场的预期经济效益进行权重赋值包括：

选取q组不同规模风电场的预期经济效益，得到所述m组容量满足度下的储能配置参数对应的所述预期经济效益的归一化矩阵r＝(rij)q*m，正向指标采用公式如下，

负向指标采用公式如下，

其中aij为第i组容量满足度下的储能配置参数在第j个规模下的预期数值(i＝1…m，j＝1…q)；

计算信息熵hi，

其中，k＝1/ln(n)，

分别计算所述m组容量满足度下的储能配置参数方案的最终权重wi′(i＝1…m)，

进一步的，在步骤3之后，还包括：

获得所述权重值总和wi中最大的两个值对应的储能配置方案对应的所述满足度；在所述两个满足度之间取t组后，重复步骤1至步骤3。

所述一种跟踪风力发电计划的储能容量配置装置，包括：

配置参数单元，所述配置参数单元一端与计算输出单元相连接，用于根据风电实际发出功率与日前调度功率计算m组容量满足度下的储能配置参数；所述配置参数单元用于将所述m组容量满足度下的储能配置参数发送至计算输出单元；所述m为正整数；

层次分析赋值单元，所述层次分析单元一端与计算输出单元相连接，用于对储能容量满足度、储能寿命、储能成本以及收回成本时间进行权重赋值；所述层次分析单元用于发送所述权重赋值至所述计算输出单元；

计算输出单元，所述计算输出单元一端分别与配置参数单元以及层次分析赋值单元相连接；所述计算单元用于接收所述配置参数单元发送的所述m组容量满足度下的储能配置参数以及所述层次分析单元发送的所述权重赋值；所述计算输出单元用于计算所述m组容量满足度下根据层次分析法确定的所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间的权重值总和wi(i＝1,2...m)，并将所述权重值总和wi中最大值对应的储能配置方案作为最终配置方案输出。

进一步的，所述装置还包括熵赋值单元，所述熵赋值单元一端与所述计算输出单元相连接，用于对q组不同规模风电场的预期经济效益进行权重赋值；

所述熵赋值单元用于计算所述m组容量满足度下根据熵值法确定的所述q组不同规模风电场的预期经济效益权重值总和yi(i＝1,2...m)；并将所述权重值总和yi发送至所述计算输出单元；所述q为正整数；

所述计算输出单元用于计算zi＝wi+yi(i＝1,2...m)，将所述zi中最大值对应的储能配置方案作为最终配置方案。

进一步的，所述配置参数单元根据风电实际发出功率与日前调度功率计算所述m组容量满足度下的储能配置参数包括：

所述配置参数单元根据所述风电实际发出功率与所述日前调度功率计算考虑允许误差范围后的实际发出功率与日前调度功率的误差；

所述配置参数单元根据所述误差，计算配置不同功率大小的储能后，风储联合发电系统达到的满足日前调度功率的满足度；

所述配置参数单元根据所述误差，计算出配置不同容量大小的储能后，储能系统达到满足所需储能容量的满足度；

所述配置参数单元根据所述储能系统达到满足日前调度功率的满足度以及所述所需储能容量的满足度确定所述m组容量满足度下的储能配置参数。

进一步的，所述层次分析赋值单元根据层次分析法对所述储能配置参数中的储能容量满足度、储能寿命、储能成本以及收回成本时间进行权重赋值包括：

在经济最优的前提下，所述层次分析赋值单元将所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间两两比较，得到相对重要性的标度对比矩阵a；所述标度对比矩阵a为4阶矩阵；所述比较方法包括采用九节标度法；

所述层次分析赋值单元将所述m组容量满足度下的储能配置参数分别针对所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间的标准进行两两比较，得到4组方案对比矩阵b；所述方案对比矩阵b为所述m阶矩阵；

所述层次分析赋值单元计算标度对比矩阵a的最大特征值λ，计算所述特征值λ对应的归一化特征向量，并对标度对比矩阵a进行一致性效验；

所述层次分析赋值单元计算方案对比矩阵b的层次排序权重向量，并对方案对比矩阵b进行一致性效验；

所述层次分析赋值单元确定所述m组容量满足度下的储能配置参数配置方案对应权重wi(i＝1,2...m)

其中ai(i＝1,2...m)为所述标度对比矩阵a的最大特征值λ对应的归一化特征向量；bij(i＝1,2...m；j＝1,2,3,4)为对所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间任意一个因素的层次单排序权重向量；

进一步的，所述熵赋值单元根据熵值法根据熵值法对q组不同规模风电场的预期经济效益进行权重赋值包括：

所述熵赋值单元用于选取q组不同规模风电场的功率数据，得到所述m组容量满足度下的储能配置参数对应的所述预期经济效益的归一化矩阵r＝(rij)q*m，正向指标采用公式如下，

负向指标采用公式如下，

其中aij为第i组容量满足度下的储能配置参数在第j个规模下的预期数值(i＝1…m，j＝1…q)；

所述熵赋值单元用于计算信息熵hi，

其中，k＝1/ln(n)，

所述熵赋值单元用于分别计算所述m组容量满足度下的储能配置参数方案的最终权重w′i(i＝1…m)，

本发明的有益效果为：本发明的技术方案，给出了一种跟踪风力发电计划的储能容量配置方法及装置，决了当前跟踪风力发电计划的储能容量配置结果存在的经济性低、配置过程中主观性较强等问题；有效考虑经济成本，使风储联合发电系统在满足一定容量满意度的前提下，储能系统成本最低，同时采用主客观综合的分析方法，更好的寻找储能配置最优方案。

附图说明

通过参考下面的附图，可以更为完整地理解本发明的示例性实施方式：

图1为本发明具体实施方式的一种跟踪风力发电计划的储能容量配置方法流程图；

图2为本发明具体实施方式的一种跟踪风力发电计划的储能容量配置装置结构图。

具体实施方式

现在参考附图介绍本发明的示例性实施方式，然而，本发明可以用许多不同的形式来实施，并且不局限于此处描述的实施例，提供这些实施例是为了详尽地且完全地公开本发明，并且向所属技术领域的技术人员充分传达本发明的范围。对于表示在附图中的示例性实施方式中的术语并不是对本发明的限定。在附图中，相同的单元/元件使用相同的附图标记。

除非另有说明，此处使用的术语(包括科技术语)对所属技术领域的技术人员具有通常的理解含义。另外，可以理解的是，以通常使用的词典限定的术语，应当被理解为与其相关领域的语境具有一致的含义，而不应该被理解为理想化的或过于正式的意义。

图1为本发明具体实施方式的一种跟踪风力发电计划的储能容量配置方法流程图。如图1所述，所述方法包括：

执行步骤s10，基于实际数据算出10组功率容量满足度下的储能配置方案，例如：10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％；根据所述风电实际发出功率与所述日前调度功率计算考虑允许误差范围后的实际发出功率与日前调度功率的误差；

根据所述误差，计算配置不同功率大小的储能后，风储联合发电系统达到的满足日前调度功率的满足度；

根据所述误差，计算出配置不同容量大小的储能后，储能系统达到满足所需储能容量的满足度；

根据所述储能系统达到满足日前调度功率的满足度以及所述所需储能容量的满足度确定所述10组容量满足度下的储能配置参数。

执行步骤s20，根据层次分析法对满足度，储能寿命，储能成本，收回成本时间等指标进行权重赋值；在经济最优的前提下，将所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间两两比较，得到相对重要性的标度对比矩阵a；所述标度对比矩阵a为4阶矩阵；所述比较方法包括采用九节标度法；

将所述10组容量满足度下的储能配置参数分别针对所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间的标准进行两两比较，得到4组方案对比矩阵b；所述方案对比矩阵b为所述10阶矩阵；

计算标度对比矩阵a的最大特征值λ，计算所述特征值λ对应的归一化特征向量，并对标度对比矩阵a进行一致性效验；

计算方案对比矩阵b的层次排序权重向量，并对方案对比矩阵b进行一致性效验；

确定所述10组容量满足度下的储能配置参数配置方案对应权重wi(i＝1,2...10)

其中ai(i＝1,2...10)为所述标度对比矩阵a的最大特征值λ对应的归一化特征向量；bij(i＝1,2...10；j＝1,2,3,4)为对所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间任意一个因素的层次单排序权重向量；

进一步的，所述标度对比矩阵a进行一致性校验包括：

计算一致性指标ci，所述ci的公式为

所述λ为所述标度对比矩阵a的最大特征值，所述n为归一化对比矩阵对角线元素之和，所述归一化对比矩阵为

随机构造n个归一化对比矩阵，计算随机一致性指标ri，所述ri公式为

计算一致性比率cr，

cr<0.1时，对比矩阵a不一致程度在允许范围内。

进一步的，所述方案对比阵b进行一致性校验包括：

计算一致性比率cr′,

其中，ci1′…ci4′为所述10组容量满足度下的储能配置参数对所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间因素的层次单排序指标；ri′1…ri′4为为所述10组容量满足度下的储能配置参数对所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间因素的随机一致性指标；

当cr′<0.1时，所述方案对比阵b通过一致性校验。

执行步骤s30，应用熵值法对个配置方案进行权重赋值；选取12组不同规模数据风电场的功率，得到所述10组容量满足度下的储能配置参数对应的所述预期经济效益的归一化矩阵r＝(rij)12*10，正向指标采用公式如下，

负向指标采用公式如下，

其中aij为第i组容量满足度下的储能配置参数在第j个规模下的预期数值(i＝1…10，j＝1…12)；

计算信息熵hi，

其中，k＝1/ln(n)，

分别计算所述m组容量满足度下的储能配置参数方案的最终权重wi′(i＝1…m)，

执行步骤s40，将两项权重加权得到加权权重。

执行步骤s50，得到数值最大的两个权重对应的配置方案对应的满意度；在两个满意度间均取10个满意度，得到对应的配置方案作为决策层，重新执行一遍s20～s40。

执行步骤s60，取步骤s50得到的加权权重中的最大值对用的储能配置方案作为最终配置方案；

图2为本发明具体实施方式的一种跟踪风力发电计划的储能容量配置装置结构图。如图2所示，所述装置包括：

配置参数单元1，所述配置参数单元1一端与计算输出单元3相连接，用于根据风电实际发出功率与日前调度功率计算10组容量满足度下的储能配置参数；所述配置参数单元1用于将所述10组容量满足度下的储能配置参数发送至计算输出单元3；所述10为正整数；

层次分析赋值单元2，所述层次分析单元2一端与计算输出单元3相连接，用于对储能容量满足度、储能寿命、储能成本以及收回成本时间进行权重赋值；所述层次分析单元2用于发送所述权重赋值至所述计算输出单元3；

计算输出单元3，所述计算输出单元3一端分别与配置参数单元1以及层次分析赋值单元2相连接；所述计算单元3用于接收所述配置参数单元1发送的所述m组容量满足度下的储能配置参数以及所述层次分析单元2发送的所述权重赋值；所述计算输出单元3用于计算所述10组容量满足度下根据层次分析法确定的所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间的权重值总和wi(i＝1,2...10)，并将所述权重值总和wi中最大值对应的储能配置方案作为最终配置方案输出。

进一步的，所述装置还包括熵赋值单元4，所述熵赋值单元4一端与所述计算输出单元3相连接，用于对12组不同规模风电场的预期经济效益进行权重赋值；

所述熵赋值单元4用于计算所述10组容量满足度下根据熵值法确定的所述12组不同规模风电场的预期经济效益权重值总和yi(i＝1,2...10)；并将所述权重值总和yi发送至所述计算输出单元；

所述计算输出单元3用于计算zi＝wi+yi(i＝1,2...10)，将所述zi中最大值对应的储能配置方案作为最终配置方案。

进一步的，所述配置参数单元1根据风电实际发出功率与日前调度功率计算所述10组容量满足度下的储能配置参数包括：

所述配置参数单元1根据所述风电实际发出功率与所述日前调度功率计算考虑允许误差范围后的实际发出功率与日前调度功率的误差；

所述配置参数单元1根据所述误差，计算配置不同功率大小的储能后，风储联合发电系统达到的满足日前调度功率的满足度；

所述配置参数单元1根据所述误差，计算出配置不同容量大小的储能后，储能系统达到满足所需储能容量的满足度；

所述配置参数单元1根据所述储能系统达到满足日前调度功率的满足度以及所述所需储能容量的满足度确定所述m组容量满足度下的储能配置参数。

进一步的，所述层次分析赋值单元2根据层次分析法对所述储能配置参数中的储能容量满足度、储能寿命、储能成本以及收回成本时间进行权重赋值包括：

在经济最优的前提下，所述层次分析赋值单元2将所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间两两比较，得到相对重要性的标度对比矩阵a；所述标度对比矩阵a为4阶矩阵；所述比较方法包括采用九节标度法；

所述层次分析赋值单元2将所述10组容量满足度下的储能配置参数分别针对所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间的标准进行两两比较，得到4组方案对比矩阵b；所述方案对比矩阵b为所述10阶矩阵；

所述层次分析赋值单元2计算标度对比矩阵a的最大特征值λ，计算所述特征值λ对应的归一化特征向量，并对标度对比矩阵a进行一致性效验；

所述层次分析赋值单元2计算方案对比矩阵b的层次排序权重向量，并对方案对比矩阵b进行一致性效验；

所述层次分析赋值单元2确定所述10组容量满足度下的储能配置参数配置方案对应权重wi(i＝1,2...10)

其中ai(i＝1,2...10)为所述标度对比矩阵a的最大特征值λ对应的归一化特征向量；bij(i＝1,2...10；j＝1,2,3,4)为对所述储能容量满足度、所述储能寿命、所述储能成本以及所述收回成本时间任意一个因素的层次单排序权重向量；

进一步的，所述熵赋值单元4根据熵值法对12个不同规模风电场的预期经济效益进行权重赋值包括：

所述熵赋值单元4用于选取12组不同规模风电场的功率数据，得到所述10组容量满足度下的储能配置参数对应的所述预期经济效益的归一化矩阵r＝(rij)12*10，正向指标采用公式如下，

负向指标采用公式如下，

其中aij为第i组容量满足度下的储能配置参数在第j个规模下的预期数值(i＝1…m，j＝1…q)；

所述熵赋值单元4用于计算信息熵hi，

其中，k＝1/ln(n)，

所述熵赋值单元用于分别计算所述m组容量满足度下的储能配置参数方案的最终权重w′i(i＝1…10)，

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本公开的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。本说明书中涉及到的步骤编号仅用于区别各步骤，而并不用于限制各步骤之间的时间或逻辑的关系，除非文中有明确的限定，否则各个步骤之间的关系包括各种可能的情况。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本公开的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本公开的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本公开还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者系统程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本公开的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本公开进行说明而不是对本公开进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本公开可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。

以上所述仅是本公开的具体实施方式，应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本公开精神的前提下，可以作出若干改进、修改、和变形，这些改进、修改、和变形都应视为落在本申请的保护范围内。