[发明专利]绝热压缩空气储能系统的参数配置方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及大规模物理储能技术领域，特别涉及一种绝热压缩空气储能系统的参数配置方法及装置。

背景技术

AA-CAES(Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage，先进绝热压缩空气储能)系统是一种摒弃燃料补燃的大规模清洁物理储能技术。AA-CAES系统通过压缩热的收集与回馈提高了综合能源利用效率。AA-CAES系统利用弃风(光)、低谷电等低品位电能驱动压缩机，通过绝热压缩回收压缩热，解耦存储空气压力势能和压缩热能，再通过膨胀利用压缩热，实现空气压力势能和压缩热能的耦合释能，具有较高的综合效率。换热及储热系统的存在使AA-CAES具备热电联供、热电联储等优点，同时良好的扩展能力为其增设外部热源(如光热系统)、提高综合能源效率创造了有利条件。

AA-CAES包含压缩机(压力势能和压缩热能解耦生产单元)、膨胀机(压力势能和压缩热能耦合释能单元)、换热器(压缩热能传输收集及回馈单元)、储气室(压力势能存储单元)、储热罐(空气压缩热能存储单元)等组件，各组件容量配置对系统综合能源利用效率较大影响。特别地，作为一种具有多能联供、多能联储特点的能量枢纽，在特定应用场景下，存在对应于最优综合能源利用效率的AA-CAES组件容量配置方案，有待解决。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本发明的一个目的在于提出一种绝热压缩空气储能系统的参数配置方法，该方法可以提升AA-CAES多能互补应用场景的经济性与灵活性，简单可靠，而且工程操作性强。

本发明的另一个目的在于提出一种绝热压缩空气储能系统的参数配置装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种绝热压缩空气储能系统的参数配置方法，包括以下步骤：建立基于混合整数线性规划的AA-CAES变效率运行模型；求解碳排及成本双目标Pareto前沿；通过Nash协商将双目标参数配置模型转化为单目标模型；基于黄金分割法求解所述单目标模型的Nash协商解。

本发明实施例的绝热压缩空气储能系统的参数配置方法，可以采用Nash协商思路将成本最小和碳排最小双目标优化问题转化为单目标优化问题，并采用黄金分割法求解成本和碳排间的Nash协商解，从而提供一种具有Nash协商意义的先进绝热压缩空气储能系统组件容量配置方法，进而提升AA-CAES多能互补应用场景的经济性与灵活性。

另外，根据本发明上述实施例的绝热压缩空气储能系统的参数配置方法还可以具有以下附加的技术特征：

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述求解碳排及成本双目标Pareto前沿，进一步包括：

将运行成本描述为：

其中，a_i,b_i分别为成本系数及出力，分别为上级电网分时电价与从上级电网的购电量，c_j为热电联产机组运行成本系数。

将碳排用下式表示：

其中，α_i,β_i分别为碳排系数，γ_j为热电联产机组碳排系数。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述通过Nash协商将双目标参数配置模型转化为单目标模型，进一步包括：

基于合作博弈思想，将节能减排优化调度模型转为Nash协商问题，并采用二阶锥松弛规划方法进行求解，其中，基于合作博弈的Nash协商问题为：

其中，分别为运行成本最大值与碳排最大值，X_p为多能源网络节能减排优化调度Pareto前沿对应的决策变量集合。

进一步地，在本发明的一个实施例中，所述基于黄金分割法求解所述单目标模型的Nash协商解，进一步包括：

令并定义：

通过黄金分割法求解所述Nash协商解。

进一步地，在本发明的一个实施例中，根据充放不能同时进行、充放电功率约束、充放热功率约束、储电水平连续性、储热水平连续性、储能容量限制、储电与储热交互特性、内部功率平衡关系中的一项或多项建立所述AA-CAES变效率运行模型。