本发明涉及风力发电场
技术领域：
，特别涉及一种风力发电场储能容量配置方法。
背景技术：
：在化石燃料不断枯竭、且造成巨大环境问题的情况下，风力发电作为一种清洁能源，越来越受到各国的重视，风力发电技术也得到长足进步。随着风力发电场容量的不断提高，风电场并网时对电网的影响也不断增大。特别是在风资源较多的区域，由于风电渗透率较高，其不确定性也为电网的稳定运行带来了巨大隐患。在极端情况下，由于风电场输出波动过大，调度部门不得不采取弃风手段来维持电网的正常运行。为此，消除或降低风电场输出的波动性是提高风电利用率的一项重要技术。储能技术作为消纳风电场波动最为有效的手段，一直是风电场并网领域的研究热点。储能技术虽然能够在一定程度上平抑风电场有功输出的波动性，但是在实际使用过程中存在一定问题，即成本问题，由于成本过高，储能系统的容量无法完全匹配风电场对消纳波动性的需求，因此，如何对储能容量进行优化配置，合理平衡储能对风电场波动输出的平抑效果及储能系统的成本成为了本领域技术人员亟待解决的问题。技术实现要素：本发明的目的在于，针对现有风电场并网时产生的诸多问题，分别配置储能容量，再综合考虑不同需求下的储能容量，完成对风电场储能系统的容配置，从而实现储能系统容量与实现效果的双重优化。为达上述目的，本发明提出一种风电场储能容量配置方法，包括以下步骤：s1：根据不同需求，对风电场中的储能系统按照其功能进行分类，分别分析实现每一类功能所需要的各个参数；s2：对步骤s1中的所有参数进行两两比较，分别获取每两个参数之间的相对重要性数值，构造模糊判断矩阵；所述模糊判断矩阵中由多个所述相对重要性数值构成；s3：检验所述模糊判断矩阵是否符合一致性标准，所述一致性标准是指矩阵中德任意一行或列与其余行或列的对应元素之差为常数；s4：对所述模糊判断矩阵中不符合一致性标准的元素进行调整，使调整后的模糊判断矩阵中的元素符合一致性标准；s5：根据调整后的模糊判断矩阵，计算所述各个参数的相对权重向量，并根据所述相对权重向量对风电场中的储能系统进行配置。根据本发明提出的风电场储能容量配置方法，其中，所述步骤s2包括：设共有n个参数a1,a2…an，对所述n个参数进行两两比较构造模糊判断矩阵r，r的表达式为：设ai和aj分别表示第i个和第j个评价因素，则rij表示因素ai对aj的相对重要性数值。根据本发明提出的风电场储能容量配置方法，其中，所述步骤s1中，所述储能系统的功能分类包括：跟踪计划调度，涉及参数为最大功率p1和最大容量e1；抑制有功功率波动，涉及参数为最大功率p2和最大容量e2；实现风电场一次调频，涉及参数为最大功率p3和最大容量e3；实现风电场的削峰填谷，涉及参数为最大功率p4和最大容量e4；风电场无功功率控制，涉及参数为最大功率p5；风电场低电压、高电压穿越能力，涉及参数为最大功率p6；基于上述功能分类，则a1,a2…an分别取值为p1，p2，p3，p4，p5，p6，e1，e2，e3，e4，其中n＝10。根据本发明提出的风电场储能容量配置方法，其中，所述步骤s4中对不符合一致性标准的元素进行调整的步骤为：s41：确定一个同其余元素的重要性相比较得出的判断有把握的元素，设决策者对判断第一行元素{r11,r12,…r1n}最有把握；s42：用矩阵r的第一行元素减去第二行对应元素，若所得的n个差为常数，则不需调整第二行元素.否则对其调整；由矩阵r的性质rij＝1-rji可得，r11+r22＝r12+r21＝1，因此r11-r21＝r12-r22＝p(p为常数)，r23＝r13-p，r24＝r14-p，...，r2n＝r1n-p；s43：同理，用矩阵r的第一行元素减去第三行的对应元素，若所得的n个差为常数，则不需调整第三行元素，否则对其调整；由矩阵r的性质rij＝1-rji可得，r11+r33＝r13+r31＝1，因此r11-r31＝r13-r33＝q(q为常数)，r32＝r12-q，r34＝r14-q，...，r3n＝r1n-q；s44：以此类推，用矩阵r的第一行元素减去第k(k＝2，3，…n)行的对应元素，若所得的n个差为常数，则不需调整第k行元素，否则对其调整；由矩阵r的性质rij＝1-rji可得，r11+rkk＝r1k+rk1＝1，因此r11-rk1＝r1k-rkk＝c(c为常数)，rk2＝r12-c，rk3＝r13-c，...，rkn＝r1n-c。根据本发明提出的风电场储能容量配置方法，其中，所述步骤s5中计算所述第i个参数的相对权重向量wi的计算式为：上式中v是在综合考虑矩阵r中各元素的基础上得到的归一化重要性值，且v满足v≥0.5(n-1)。与现有技术相比，本发明考虑了不同需求下的储能容量配置问题，在实际使用过程中能兼顾到风电场并网运行过程中的各个方面，实现储能系统的作用最大化。附图说明图1为本发明的风电场在并网运行过程中储能系统的容量配置示意图。具体实施方式下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。请参阅图1，根据本发明的风电场储能容量配制方法，风电场在并网运行过程中，储能系统可以实现如下功能：有功方面包括：跟踪计划调度，抑制有功功率波动，实现风电场一次调频，实现风电场的“削峰填谷”；无功方面包括：风电场无功功率控制，提高风电场低电压、高电压穿越能力。根据不同需求，分别配置储能系统的容量。根据储能系统的上述六大功能，下面详细分析实现不同功能时所需的储能系统最大功率与最大容量。跟踪计划调度风电场配合储能系统完成跟踪计划调度功能，需要分析两方面的内容，第一是风电场实际输出功率与调度计划最大偏差，这决定了储能系统最大功率指标；第二风电场长时间运行情况下，输出能量与调度计划的最大偏差，这决定了储能系统的最大容量指标。一般情况下，采取简单的求差积分法就可以完成对两项指标的求解，从而得到储能系统的最大功率p1和最大容量e1.抑制有功功率波动抑制有功波动对于储能系统的容量要求与跟踪计划调度类似，所不同的是控制的目标值为设定的风电场输出目标值，而非调度计划。一般采取一阶滤波法来确定储能的最大功率和最大容量，分别记为p2，e2。风电场一次调频实现风电场的一次调频也需要对风电场的有功输出进行控制，按照目前国内外经验值，一次调频功能需要的储能容量约为风电场容量的2％，将其记为p3、e3。实现风电场的“削峰填谷”对于风电场而言，一般白天的有功出力要小于夜间，这是昼夜风速所决定的。而白天是用电高峰期，这样就出现了出力与需求不匹配的问题。储能系统能够在夜间存储风电场的有功出力，并在白天用电高峰期释放，从而达到削峰填谷的目的。根据“削峰填谷”功能配置储能容量需要根据风电场容量、当地风资源状况和用电状态进行配置，将配置结果记为p4、e4。风电场无功功率控制风电场内的集电线路、变压器等设备会消耗无功，因此需要对风电场的无功功率进行补偿。储能系统可以利用其变流器进行无功补偿，替代原有无功补偿设备的功能。一般无功补偿设备的容量为风电场容量的30％，按此要求配置储能系统的最大功率，记为p5。(6)提高风电场低电压、高电压穿越能力风电场的低电压、高电压穿越能力是确保风电场稳定运行的重要指标。储能系统通过提供无功支撑、卸荷等功能，可以提高风电场的低电压、高电压穿越能力。而按此要求配置储能系统容量时，需要根据电网的短路容量、风电场容量等合理配置，主要优化量为储能系统的最大功率。将此配置结果记为p6。根据上述分析，在综合配置方案中，需要考虑的最大功率值有六项，需要考虑的最大容量值有四项。而后，根据不同的场合的不同需求，为这些容量需求值分配不同的权重，分配各目标值的权重采用模糊层次分析法，具体的求解步骤如下：(1)分析系统中各因素之间的关系，确定评价目标和评价因素，建立层次结构模型。(2)对同一层次的因素关于上一层次中某一准则的重要性进行两两比较，如表1所示构造比较模糊判断矩阵。表1ca1a2…ana1r11r12…r1n……………anrn1……r由此构造出模糊判断矩阵r如下所示：以c表示目标，ai和aj分别表示第i个和第j个评价因素，rij表示因素ai对aj的相对重要性数值，其取值如表2所示。表2模糊判断矩阵标度含义(3)检验模糊判断矩阵的一致性，并对不一致的矩阵进行调整使其满足一致性要求。模糊判断矩阵最重要的特点是任意一行(列)与其余行(列)的对应元素差是常数。这一性质是判断模糊判读矩阵一致性的判据。因此，在对模糊判断矩阵进行一致性检验的时候，只需检验矩阵r(表示针对上层某准则c而言，评价因素a1，a2，…，an之间的相对重要性程度)的任意两行(列)的对应元素之差是否为常数。如果检验得出的结果无法满足实际问题的需求，则需要对模糊一致矩阵进行调整，调整时的依据就是模糊一致矩阵的充要条件。调整方法如下：1)确定一个同其余元素的重要性相比较得出的判断有把握的元素，不失一般性，设决策者认为对判断第一行元素{r11,r12,…r1n}比较有把握；2)用r的第一行元素减去第二行对应元素，若所得的n个差为常数，则不需调整第二行元素；否则，对其调整；由r的性质rij＝1-rji可得，r11+r22＝r12+r21＝1，可得，r11-r21＝r12-r22＝p(p为常数)，r23＝r13-p，r24＝r14-p，...，r2n＝r1n-p；3)同理，用r的第一行元素减去第三行的对应元素，若所得的n个差为常数，则不需调整第三行元素；否则，对其调整；由r的性质rij＝1-rji可得，r11+r33＝r13+r31＝1，可得，r11-r31＝r13-r33＝q(q为常数)，r32＝r12-q，r34＝r14-q，...，r3n＝r1n-q；4)同理，用r的第一行元素减去第k(k＝2，3，…n)行的对应元素，若所得的n个差为常数，则不需调整第k行元素.否则，对其调整由r的性质rij＝1-rji可得，r11+rkk＝r1k+rk1＝1，可得，r11-rk1＝r1k-rkk＝c(c为常数)，rk2＝r12-c，rk3＝r13-c，...，rkn＝r1n-c.(4)计算下层元素对于上层准则的相对权重，并确定各层元素对系统目标的权重。设有模糊矩阵r，那么各元素的权重向量为：上式中，若r是模糊互补矩阵，则上式中的参数v必然满足：v≥0.5(n-1)。上式中，v与任意两元素的权重之差成反比例关系，若v越小，两元素的权重之差就越大，且两元素间的权重之差在v＝0.5(n-1)时达到最大；反之，两元素间的权重之差就越小。事实上，v的大小反映了决策者对待元素间重要程度差异的重视，常取v＝0.5(n-1)。在模糊一致矩阵达到一致性要求后，分别得到各因素的相对权重向量。在求得各目标权重后，即可根据权重计算储能系统容量的最终配置值。综上所述，本发明综合配置储能系统的优点如下：第一，考虑多种功能的储能容量配置问题，能够使储能系统发挥多重功能，且实现了多种功能的综合效果最大化；第二采取综合配置方式，避免了考虑单一功能配置时出现的储能容量需求过大的问题，降低了储能系统的成本，提高了储能系统与风电场联合运行的经济型。本领域普通技术人员可以理解：附图只是一个实施例的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明所必须的。最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围。当前第1页12