一種基于因子分析的儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案擇優(yōu)方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于因子分析的儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案擇優(yōu)方法，涉及風(fēng)電場儲(chǔ)能領(lǐng)域。本發(fā)明專利技術(shù)根據(jù)各儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃備選方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)建立擇優(yōu)矩陣Z，所述擇優(yōu)矩陣Z中的元素z

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
一種基于因子分析的儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案擇優(yōu)方法


[0001]本專利技術(shù)涉及風(fēng)電場儲(chǔ)能領(lǐng)域，尤其涉及一種基于因子分析的儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案擇優(yōu)方法。

技術(shù)介紹

[0002]風(fēng)電廠的分布式發(fā)電得到很大發(fā)展和應(yīng)用，但由于風(fēng)電場出力的隨機(jī)性和不連續(xù)性使其發(fā)展受到限制。
[0003]解決這一問題的關(guān)鍵在于如何控制發(fā)用電在空間和時(shí)間上的匹配，近年來儲(chǔ)能電站的投入運(yùn)行給問題帶來了解決途徑，可再生能源發(fā)電系統(tǒng)配置儲(chǔ)能既能提高可再生能源的消納能力，也可以提高發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和經(jīng)濟(jì)性，而風(fēng)電儲(chǔ)能聯(lián)合系統(tǒng)的容量對(duì)于運(yùn)行的可靠性和經(jīng)濟(jì)效益有很大影響，如何科學(xué)合理的規(guī)劃風(fēng)電儲(chǔ)能電站的容量是亟待解決的問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

[0004]有鑒于現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷，本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是如何科學(xué)合理的規(guī)劃儲(chǔ)能電站容量方案。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本專利技術(shù)提供了一種基于因子分析的儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案擇優(yōu)方法，包括如下步驟：
[0006]S1、根據(jù)各儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃備選方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)建立擇優(yōu)矩陣Z，所述擇優(yōu)矩陣Z中的元素z
ij
為第i個(gè)能電站容量規(guī)劃備選方案的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)；
[0007]S2、對(duì)所述擇優(yōu)矩陣進(jìn)行處理；
[0008]S3、采用KMO抽樣適當(dāng)性檢驗(yàn)和Bartlett球形檢驗(yàn)對(duì)所述擇優(yōu)矩陣Z進(jìn)行因子分析適應(yīng)性檢驗(yàn)，剔除不適宜用因子分析的備選儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案及其相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)；
[0009]S4、通過主成分分析法確定影響儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)；
[0010]S5、根據(jù)綜合評(píng)價(jià)函數(shù)選擇最優(yōu)儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案，所述綜合評(píng)價(jià)函數(shù)為：
[0011][0012]其中，Score為儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案的綜合評(píng)價(jià)得分；為第j個(gè)因子的方差貢獻(xiàn)率，即為各因子的權(quán)值；μ
j
為第j個(gè)因子，j＝1，2，...，k；k為選定的因子個(gè)數(shù)。
[0013]進(jìn)一步的，所述儲(chǔ)能電站為用以輔助風(fēng)電場的塔式重力儲(chǔ)能電站，所述塔式重力儲(chǔ)能電站包括高塔和重物重物。
[0014]進(jìn)一步的，所述評(píng)價(jià)指標(biāo)包括單位時(shí)間內(nèi)重物上升次數(shù)、單位時(shí)間內(nèi)重物下降次數(shù)、單位時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)收益、單位時(shí)間內(nèi)的環(huán)保收益、建設(shè)成本、單位時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行維護(hù)成本。
[0015]進(jìn)一步的，所述單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)重物上升次數(shù)N
up
為：
[0016][0017]式中，T
s
為單位時(shí)間內(nèi)單位時(shí)間的總時(shí)長，T1為實(shí)際風(fēng)速小于預(yù)測風(fēng)速的時(shí)長；V
max
為重物上升的最大速度；H為塔式重力儲(chǔ)能裝置的垂直高度；
[0018]單位時(shí)間內(nèi)重物下降次數(shù)N
down
為：
[0019][0020]其中，g為重力加速度；h為重物勻速下落的高度。
[0021]進(jìn)一步的，所述單位時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)收益W
fd
為：
[0022][0023]W
fd
為一年內(nèi)重力儲(chǔ)能裝置給風(fēng)電場帶來的電量效益，單位為萬元；C
fd
為風(fēng)電場上網(wǎng)電價(jià)，單位為元；P
Gmax
為發(fā)電機(jī)最大功率；
[0024]所述單位時(shí)間內(nèi)的環(huán)保收益W
em
為：
[0025][0026]C
qt
為處理單位有害氣體所產(chǎn)生的費(fèi)用；e
qt
為火力發(fā)電組產(chǎn)出單位電能的有害氣體排放量。
[0027]進(jìn)一步的，所述建筑成本為：
[0028]C
bt
＝c1P
Gmax
+c2M+c3S；
[0029]式中，C
bt
為重力儲(chǔ)能裝置的建設(shè)成本；c1為電機(jī)的單位投資；c2為單位質(zhì)量重物所需成本；M為重物質(zhì)量；c3為單位面積施工費(fèi)用；S為儲(chǔ)能裝置的占地面積；
[0030]所述單位時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行維護(hù)成本C
mc
為：
[0031]C
mc
＝α
·
C
bt
；
[0032]式中，α年維護(hù)費(fèi)率。
[0033]進(jìn)一步的，步驟S2所述處理方法包括：
[0034]S21、對(duì)擇優(yōu)矩陣Z中的元素進(jìn)行無量綱化處理；
[0035]S22、計(jì)算擇優(yōu)矩陣Z的相關(guān)系數(shù)R。
[0036]進(jìn)一步的，步驟S4包括：
[0037]S41、根據(jù)相關(guān)系數(shù)矩陣R求出特征值、主成分貢獻(xiàn)率和累計(jì)方差貢獻(xiàn)率，確定主成分個(gè)數(shù)；
[0038]S42、計(jì)算因子載荷，根據(jù)因子載荷的數(shù)值剔除不合理的主成分變量；
[0039]進(jìn)一步的，q個(gè)主成分的因子載荷ρ
q
為：
[0040][0041]λ
q
為相關(guān)系數(shù)矩陣的第q個(gè)特征值；a
ij
為相關(guān)系數(shù)矩陣特征值對(duì)應(yīng)的特征向量里的各元素；Y
j
為無量綱化處理后的容量優(yōu)化矩陣的列向量，var(Y
j
)為Y
j
的方差。
[0042]本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下有益效果：
[0043]本專利技術(shù)根據(jù)儲(chǔ)能系統(tǒng)建立擇優(yōu)矩陣，所述擇優(yōu)矩陣中的每個(gè)元素為不同容量方案的性能指標(biāo)。通過因子分析方法在多個(gè)備選容量方案中選擇最優(yōu)的容量規(guī)劃方案，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)電儲(chǔ)能電站容量的科學(xué)合理規(guī)劃。
[0044]以下將結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本專利技術(shù)的目的、特征和效果。
附圖說明
[0045]圖1是本專利技術(shù)一具體實(shí)施例的整體流程示意圖；
[0046]圖2是本專利技術(shù)一具體實(shí)施例的塔式儲(chǔ)能電站的結(jié)構(gòu)原理圖。
具體實(shí)施方式
[0047]以下通過特定的具體實(shí)例說明本專利技術(shù)的實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可由本說明書所揭露的內(nèi)容輕易地了解本專利技術(shù)的其他優(yōu)點(diǎn)與功效。本專利技術(shù)還可以通過另外不同的具體實(shí)施方式加以實(shí)施或應(yīng)用，本說明書中的各項(xiàng)細(xì)節(jié)也可以基于不同觀點(diǎn)與應(yīng)用，在沒有背離本專利技術(shù)的精神下進(jìn)行各種修飾或改變。需說明的是，在不沖突的情況下，以下實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互組合。
[0048]需要說明的是，以下實(shí)施例中所提供的圖示僅以示意方式說明本專利技術(shù)的基本構(gòu)想，遂圖示中僅顯示與本專利技術(shù)中有關(guān)的組件而非按照實(shí)際實(shí)施時(shí)的組件數(shù)目、形狀及尺寸繪制，其實(shí)際實(shí)施時(shí)各組件的型態(tài)、數(shù)量及比例可為一種隨意的改變，且其組件布局型態(tài)也可能更為復(fù)雜。
[0049]為了闡釋的目的而描述了本專利技術(shù)的一些示例性實(shí)施例，需要理解的是，本專利技術(shù)可通過附圖中沒有具體示出的其他方式來實(shí)現(xiàn)。
[0050]如圖1所示，一種基于因子分析的儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案擇優(yōu)方法，包括如下步驟：
[0051]S1、根據(jù)各儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃備選方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)建立擇優(yōu)矩陣Z，所述擇優(yōu)矩陣Z中的元素z
ij
為第i個(gè)能電站容量規(guī)劃備選方案的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)；
[0052]在一具體實(shí)施例中，所述儲(chǔ)能電站為用本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于因子分析的儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案擇優(yōu)方法，其特征在于，包括如下步驟：S1、根據(jù)各儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃備選方案的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)建立擇優(yōu)矩陣Z，所述擇優(yōu)矩陣Z中的元素z
ij
為第i個(gè)能電站容量規(guī)劃備選方案的第j個(gè)評(píng)價(jià)指標(biāo)；S2、對(duì)所述擇優(yōu)矩陣進(jìn)行處理；S3、采用KMO抽樣適當(dāng)性檢驗(yàn)和Bartlett球形檢驗(yàn)對(duì)所述擇優(yōu)矩陣Z進(jìn)行因子分析適應(yīng)性檢驗(yàn)，剔除不適宜用因子分析的備選儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案及其相應(yīng)的評(píng)價(jià)指標(biāo)數(shù)據(jù)；S4、通過主成分分析法確定影響儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃的主要評(píng)價(jià)指標(biāo)；S5、根據(jù)綜合評(píng)價(jià)函數(shù)選擇最優(yōu)儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案，所述綜合評(píng)價(jià)函數(shù)為：其中，Score為儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案的綜合評(píng)價(jià)得分；為第j個(gè)因子的方差貢獻(xiàn)率，即為各因子的權(quán)值；μ
j
為第j個(gè)因子，j＝1，2，...，k；k為選定的因子個(gè)數(shù)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于因子分析的儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案擇優(yōu)方法，其特征在于，所述儲(chǔ)能電站為用以輔助風(fēng)電場的塔式重力儲(chǔ)能電站，所述塔式重力儲(chǔ)能電站包括高塔和重物重物。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于因子分析的儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案擇優(yōu)方法，其特征在于，所述評(píng)價(jià)指標(biāo)包括單位時(shí)間內(nèi)重物上升次數(shù)、單位時(shí)間內(nèi)重物下降次數(shù)、單位時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)收益、單位時(shí)間內(nèi)的環(huán)保收益、建設(shè)成本、單位時(shí)間內(nèi)的運(yùn)行維護(hù)成本。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于因子分析的儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案擇優(yōu)方法，其特征在于，所述單位時(shí)間內(nèi)內(nèi)重物上升次數(shù)N
up
為：式中，T
s
為單位時(shí)間內(nèi)單位時(shí)間的總時(shí)長，T1為實(shí)際風(fēng)速小于預(yù)測風(fēng)速的時(shí)長；V
max
為重物上升的最大速度；H為塔式重力儲(chǔ)能裝置的垂直高度；單位時(shí)間內(nèi)重物下降次數(shù)N
down
為：其中，g為重力加速度；h為重物勻速下落的高度。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于因子分析的儲(chǔ)能電站容量規(guī)劃方案擇優(yōu)方法，其特征在于，所述單位時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)能經(jīng)濟(jì)收益W
fd
為：W
fd
為一年內(nèi)重力儲(chǔ)能裝置給...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：國懷玉，韓冰，朱學(xué)成，陳曉光，宋杭選，方寬，顏慶松，張明江，張美倫，宋柏越，郝文波，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：國網(wǎng)黑龍江省電力有限公司國家電網(wǎng)有限公司中廣核新能源投資深圳有限公司黑龍江分公司，
類型：發(fā)明
國別省市：