[发明专利]一种含分布式压缩空气储能的低碳微网运行方法

权利要求书

1.一种含分布式压缩空气储能的低碳微网运行方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、构建含分布式压缩空气储能的微网系统；

S2、构建含分布式压缩空气储能的微网模型；所述微网模型包括分布式新能源模型、压缩机与透平机模型、储气室模型；

S3、以微网系统低碳运行成本的最小值为优化目标构建目标函数，其目标函数为：

min C＝C_r+C_loss；

C_r＝f_CAES(P_cp,rp+P_tb,rp)；

式中：C_r为分布式压缩空气储能系统运行维护成本；C_loss为弃风弃光惩罚成本；f_CAES为分布式压缩空气储能系统日运行维护系数；P_cp,rp为压缩机的额定功率；P_tb,rp为透平机的额定功率；γ^c为分布式新能源发电设备的弃电量惩罚系数；P_c(t)为t时段的弃电功率。

2.如权利要求1所述的含分布式压缩空气储能的低碳微网运行方法，其特征在于：所述步骤S1中，微网系统包括分布式压缩空气储能系统、风力发电设备、光伏发电设备、用电负荷；所述风力发电设备、光伏发电设备均与分布式压缩空气储能系统的输入端相连接，分布式压缩空气储能系统的输出端与用电负荷相连接。

3.如权利要求2所述的含分布式压缩空气储能的低碳微网运行方法，其特征在于：所述步骤S1中，分布式压缩空气储能系统包括压缩机、储能装置、透平机，压缩机的输入端与风力发电设备、光伏发电设备的输出端相连接，压缩机的输出端与储能装置的输入端相连接，储能装置的输出端与透平机的输入端相连接，透平机的输出端与用电负荷相连接。

4.如权利要求3所述的含分布式压缩空气储能的低碳微网运行方法，其特征在于：所述步骤S2中，分布式新能源模型的计算公式为：

式中，为第n个分布式光伏发电设备t时段的输出功率；为第n个分布式风力发电设备t时段的输出功率；P_pv(t)为微网系统中光伏发电设备出力t时段的输出功率；P_wd(t)为微网系统中风力发电设备出力t时段的输出功率；a为分布式光伏发电设备的数量、b为分布式风力发电设备的数量。

5.如权利要求4所述的含分布式压缩空气储能的低碳微网运行方法，其特征在于：所述步骤S2中，压缩机与透平机模型的计算公式为：

M_cp(t)＝η_cpP_e(t)；

P_tb(t)＝η_tbM_tb(t)；

式中，P_e(t)为t时段压缩机消耗的电功率；η_cp为压缩机转换系数；M_cp(t)为t时段压缩机产生的高压空气质量；M_tb(t)为t时段储气室输出高压空气质量；η_tb为透平机转换系数；P_tb(t)为t时段透平机输出电功率。

6.如权利要求5所述的含分布式压缩空气储能的低碳微网运行方法，其特征在于：所述步骤S2中，储气室模型的计算公式为：

式中，p_SOC(t)为t时刻储气室的压强；η_SOC为储气室的交换空气效率；R_g为理想气体常数；T为储气室温度；V为储气室体积。

7.如权利要求6所述的含分布式压缩空气储能的低碳微网运行方法，其特征在于：所述步骤S3中，目标函数的约束条件包括电量平衡约束、分布式压缩空气储能系统的元件运行约束、其他运行约束；

所述电量平衡约束为：

式中，P_load(t)为t时段内微网系统的电负荷；

所述分布式压缩空气储能系统的元件运行约束为：

0≤P_e(t)≤Q_cp；

0≤P_tb(t)≤Q_tb；

p_{SOC_min}≤p_SOC(t)≤p_{SOC_max}；

式中，P_e(t)为t时段压缩机消耗的电功率；P_tb(t)为t时段透平机输出电功率；p_SOC(t)为t时刻储气室的压强；Q_cp为压缩机的最大功率；Q_tb为透平机的最大功率；p_{SOC_min}、p_{SOC_max}分别为储气室压强的最小值、最大值；

所述其他运行约束为：

0≤P_c(t)≤λ_c(P_pv(t)+P_wd(t))；

式中，λ_c为最大弃风弃光比例。