[发明专利]冷热电联供的光伏/光热/AA-CAES容量配置方法

说明书

本发明公布了冷热电联供的光伏/光热/AA‑CAES容量配置方法，该方法首先建立了含AA‑CAES的冷热电联供微综合能源系统模型，然后采取双层规划的方法对模型进行求解。其中，上层以容量配置成本和下层的调度成本之和最少为目标规划容量的配置，下层使用上层的参数对下层模型按季节进行调度，以供能成本和二氧化碳治理成本之和最低为目标，并将调度的结果返回到上层辅助上层容量的决策。该方法考虑了压缩空气储能系统冷热电联供的能力，并建立其适用于容量规划和调度的模型；仿真结果证明，通过所述双层规划方法可以得到合适的容量配置与能源调度。

技术领域

本发明属于电力系统技术领域，具体涉及冷热电联供的光伏/光热/AA-CAES容量配置方法。

背景技术

随着全球经济生产和消费水平的不断提高，不可再生能源的短缺问题和环境的污染问题变得越来越严峻，开发和利用可再生资源成为解决问题的关键。新能源的冷热电联供(combined cooling heating and power,CCHP)被认为是解决环境问题和能源短缺问题的有效途径，也是实现能源互联网化的重要课题。在微综合能源系统中加入储能设备可提升系统可再生能源的消纳水平和运行灵活性^[1]，因此合理配置储能系统的容量变得至关重要。

在众多的储能技术中，绝热压缩空气储能(AA-CAES)技术以其容量成本低、运行寿命长、容量大等优点脱颖而出。同时，AA-CAES具备冷热电联供的能力，能够很好匹配微综合能源系统的多能耦合特性，使能源综合能源利用率达到70％以上^[2]。近年来，我国建立了多座小型的压缩空气储能示范平台，推动了压缩空气储能技术的应用^[3]。

目前，学者们对AA-CAES开展了相关研究。文献[3]构建了AA-CAES结合风电的联合发电模型，并对发电成本和供电的可靠性进行了评估。文献[4]在微网中加入AA-CAES构建模型，以最小为目标，对系统的调度策略进行了研究。但是均未考虑AA-CAES的容量配置。文献[5]以消纳风电为目标，建立了基于小岛的CAES电站，提出了容量优化方法。文献[6]考虑在综合能源系统中加入AA-CAES对热电负荷实现联供，从而规划容量。上述文献虽提出了CAES的容量配置，但均未考虑冷热电联供的场景，且未考虑储热室储气室初始占比对系统的影响。

[1]姜海洋,杜尔顺,朱桂萍,等.面向高比例可再生能源电力系统的季节性储能综述与展望[J].电力系统自动化,2020,44(19):194-207.

[2]梅生伟,李瑞,陈来军,等.先进绝热压缩空气储能技术研究进展及展望[J].中国电机工程学报,2018,38(10):2893-2907.

[3]吴晨曦,陈泽昊,张杰,等.考虑先进绝热压缩空气储能的风力发电系统成本/供电可靠性评估[J].电力自动化设备,2020,40(2):62-71.

[4]吴晨曦,何章露,叶剑雄,洪晗笑.基于评估的多能流节能调度.电力科学与工程.2021,37(8):41-50.

[5]ZAFIRAKIS D，KALDELLIS J K.Autonomous Dual-mode CAES Systems forMaximum Wind Energy Contribution in Remote Island Networks[J].EnergyConversion and Management,2010,51(11)：2150-2161.

[6]宁光涛,李琳玮,何礼鹏,陈明帆,郑柱.面向绿色海岛微型综合能源系统的储能系统容量规划方法[J].电力自动化设备,2021,41(02):8-15.

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出了冷热电联供的光伏/光热/AA-CAES容量配置方法，对AA-CAES储能系统采取双层优化的方法对其相关组成设备进行容量规划。