[发明专利]基于储能能源枢纽的热电耦合系统优化调度方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及多能源发电系统技术领域，特别涉及一种基于储能能源枢纽的热电耦合系统优化调度方法及装置。

背景技术

目前，CAES(compressed air energy storage，压缩空气储能)是一种技术成熟、可行的储能方式，在电力的生产、运输和消费等领域具有广泛的应用价值，具体包括：(1)削峰填谷。发电企业可利用压缩空气储能系统存储低谷电能，并在用电高峰时释放使用，以实现削峰填谷；(2)平衡电力负荷。压缩空气储能系统可以在几分钟内从启动达到全负荷工作状态，远低于普通的燃煤/油电站的启动时间，因此更适合作为电力负荷平衡装置；(3)需求侧电力管理。实行峰谷差别电价的地区，需求侧用户可以利用压缩空气储能系统储存低谷低价电能，然后在高峰高价时段使用，从而节约电力成本，获得更大的经济效益；(4)应用于可再生能源。利用压缩空气储能系统可以将间歇的可再生能源拼接起来，以形成稳定的电力供应；(5)备用电源。压缩空气储能系统可以建在电站或者用户附近，作为线路检修、故障或紧急情况下的备用电源。

鉴于电能易于传输不易存储，热能易于存储不易于传输的特点，含储热单元的清洁能量枢纽将是支撑未来区域热电综合能源系统的关键设备。压缩空气储能综合能源枢纽既可以热电联储，同时可实现热电联产，建立了区域热电综合能源系统中PDN(Public Data Network，区域配电网)和DHN(district heating network，配热网)的物理链接。基于热电耦合系统的压缩空气储能综合能源枢纽，其效率提升离不开系统的优化调度。

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基于储能能源枢纽的热电耦合系统优化调度方法，该方法可以推进发电系统利用率提升和多能源的统筹调度优化配置，为多能源发电系统运行人员提供可执行的调度方案，提高工程经济性等诸多优点。

本发明的另一个目的在于提出一种基于储能能源枢纽的热电耦合系统优化调度装置。

为达到上述目的，本发明一方面实施例提出了一种基于储能能源枢纽的热电耦合系统优化调度方法包括以下步骤：构建基于压缩空气储能综合能源枢纽的热电耦合系统；对所述热电耦合系统，获取所述热电耦合系统的总成本；构建枢纽中压缩机的功率特性模型，利用所述枢纽中压缩机的功率特性模型进行计算压缩机的流入流出功率；构建枢纽中汽轮机的功率特性模型，利用所述枢纽中汽轮机的功率特性模型进行计算汽轮机的流入流出功率；构建枢纽中储气室的功率特性模型，利用所述枢纽中储气室的功率特性模型进行计算储气室的流入流出功率；构建枢纽中回热系统的功率特性模型，利用所述枢纽中回热系统的功率特性模型进行计算回热系统的流入流出热量；根据所述压缩机的流入流出功率、汽轮机的流入流出功率、储气室的流入流出功率和回热系统的流入流出热量得到压缩空气储能综合能源枢纽的数学模型；获取配电网的潮流分布和配热网的潮流分布；根据所述数学模型、配电网的潮流分布和配热网的潮流分布获取CAES运行成本、配电网运行成本和配热网运行成本，并获取统运行成本最小的调度方案。

本发明实施例的基于储能能源枢纽的热电耦合系统优化调度方法，可以通过基于综合能源枢纽的热电耦合系统的运行成本最小为优化目标，求解得到运行成本最小时最优调度方案，从而可以推进发电系统利用率提升和多能源的统筹调度优化配置，为多能源发电系统运行人员提供可执行的调度方案，提高工程经济性等诸多优点。

另外，根据本发明上述实施例的基于储能能源枢纽的热电耦合系统优化调度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，在所述热电耦合系统中，系统运行成本包括所述CAES运行成本、所述配电网运行成本和配热网运行成本，优化调度的目标为整个综合能源枢纽的运行成本最小：

min C＝C_CAES+C_PDN+C_DHN，

其中，为t时刻第j个CAES电站发出的电能，为t时刻第j个CAES热站发出的热能，a_i(i＝0,1,...,5)和b_i(i＝0,1,2)为运行成本系数，b_t是t时刻的电价，是DHN中的热泵的出力，n_hp是热泵的数量。