[發(fā)明專利]一種基于LAES-CAES的儲(chǔ)能配置方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010468093.6
• 申請(qǐng)日: 2020-05-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111585295B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 曾平良;朱良管;劉凱誠(chéng);鐘鳴;李亞樓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州電子科技大學(xué);中國(guó)電力科學(xué)研究院有限公司
• 主分類號(hào): H02J3/28
• 分類號(hào): H02J3/28;H02J15/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 朱亞冠

本發(fā)明提出一種基于LAES?CAES的儲(chǔ)能配置方法。建立上層日前優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)模型MPC，使得儲(chǔ)能的運(yùn)行成本最低，上層優(yōu)化控制的輸出作為下層優(yōu)化控制的輸入，在每一個(gè)MPC控制水平區(qū)間負(fù)荷預(yù)測(cè)、電價(jià)、SOC實(shí)時(shí)更新，MPC控制目標(biāo)除LAES運(yùn)行費(fèi)用最小和CAES收益最大以外，還包括LAES和CAES輸出與日前優(yōu)化結(jié)果變差最小，建立下層日內(nèi)優(yōu)化控制模型。約束條件為電網(wǎng)安全運(yùn)行約束、分布式電源出力約束、LAES約束和CAES約束。保障LAES+CAES負(fù)荷儲(chǔ)能系統(tǒng)的快速反應(yīng)與優(yōu)化控制。本發(fā)明充分考慮到LAES和CAES混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的不同接入網(wǎng)絡(luò)、不同接入場(chǎng)景的問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)規(guī)劃運(yùn)行領(lǐng)域，提出一種基于LAES-CAES的儲(chǔ)能配置方法，具體是一種基于液態(tài)空氣儲(chǔ)能樞紐站的分布式壓縮空氣儲(chǔ)能的儲(chǔ)能配置方法。

背景技術(shù)

目前，化石能源大規(guī)模的開(kāi)發(fā)利用所導(dǎo)致的環(huán)境問(wèn)題，得到世界各國(guó)的高度重視，以建立清潔低碳現(xiàn)代能源體系為目標(biāo)的能源革命在全球蓬勃興起，開(kāi)啟新一輪電氣化進(jìn)程，即再電氣化。隨著再電氣化的快速發(fā)展，電力負(fù)荷將快速增長(zhǎng)，負(fù)荷特性發(fā)生深刻轉(zhuǎn)變，負(fù)荷的不確定性進(jìn)一步增強(qiáng)，給電網(wǎng)安全運(yùn)行和供電可靠性帶來(lái)新的挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能是促進(jìn)再電氣化快速發(fā)展和應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)的重要手段。

液態(tài)空氣儲(chǔ)能(LAES)技術(shù)在國(guó)內(nèi)外示范工程中得到了驗(yàn)證應(yīng)用，趨于成熟，得到了一定的商業(yè)應(yīng)用。液態(tài)空氣儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)壓縮空氣的液態(tài)存儲(chǔ)，在具備傳統(tǒng)的壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)的眾多優(yōu)勢(shì)基礎(chǔ)上，擺脫了地理位置、地貌條件等環(huán)境因素的限制，具備單位儲(chǔ)能成本低、儲(chǔ)能密度高、可移動(dòng)存儲(chǔ)、可與其他的儲(chǔ)能方式結(jié)合等優(yōu)勢(shì)。

壓縮空氣儲(chǔ)能(CAES)一般包括3個(gè)主要部分：壓縮過(guò)程、儲(chǔ)氣裝置和膨脹發(fā)電過(guò)程。大規(guī)模的CAES一般利用廢棄礦井、鹽洞等大型巖石洞穴存儲(chǔ)壓縮空氣，對(duì)地理環(huán)境要求較高。但是對(duì)于接入配電網(wǎng)、用戶側(cè)的小型CAES，壓縮空氣可以用儲(chǔ)氣罐存儲(chǔ)，對(duì)地理環(huán)境沒(méi)有嚴(yán)格的要求。

本發(fā)明以LAES為能源樞紐站，CAES分散式靈活配置在不同電網(wǎng)和用戶的場(chǎng)景，LAES 為CAES生產(chǎn)和供給壓縮空氣，使LAES的規(guī)模效益和經(jīng)濟(jì)效益最大化，并克服CAES對(duì)地理環(huán)境的要求，提高CAES應(yīng)用場(chǎng)景的靈活性，在此基礎(chǔ)上，本發(fā)明建立了基于 LAES-CAES的雙層控制模型，以實(shí)現(xiàn)此模型的日前運(yùn)行成本最低和實(shí)時(shí)運(yùn)行偏差最小。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種基于LAES-CAES的儲(chǔ)能配置方法，具體是一種基于液態(tài)空氣儲(chǔ)能樞紐站的分布式壓縮空氣儲(chǔ)能的儲(chǔ)能配置方法。此儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行控制可以分為日前運(yùn)行調(diào)度與日內(nèi)實(shí)時(shí)控制兩部分。日前調(diào)度控制根據(jù)日前負(fù)荷與可再生能源出力預(yù)測(cè)以及日前電價(jià)來(lái)優(yōu)化日前的運(yùn)行成本計(jì)劃。日內(nèi)實(shí)時(shí)控制運(yùn)行時(shí)，由于受天氣、溫度以及其他不確定性因數(shù)的影響，系統(tǒng)負(fù)荷和可再生能源實(shí)時(shí)出力可能與日前預(yù)測(cè)有較大的偏差，實(shí)時(shí)電價(jià)與日前電價(jià)也有不小的差異，因此，儲(chǔ)能的實(shí)時(shí)控制應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行情況以及對(duì)未來(lái)控制時(shí)間段的預(yù)測(cè)值來(lái)優(yōu)化儲(chǔ)能的實(shí)時(shí)出力，使得儲(chǔ)能的實(shí)時(shí)充放電與日前計(jì)劃的偏差最小以及整體運(yùn)行成本最小。

本發(fā)明基于以下設(shè)備布局：

本發(fā)明根據(jù)LAES和CAES的特點(diǎn)，提出可面向城市電網(wǎng)及就地供能需求的LAES和CAES緊湊型多元復(fù)合分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)，在負(fù)荷集中地區(qū)建立LAES儲(chǔ)能樞紐站，在分布式可再生能源、中低壓配電網(wǎng)、微網(wǎng)和用戶側(cè)配置CAES儲(chǔ)能。LAES作為樞紐站為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)，CAES實(shí)現(xiàn)就地提供能源服務(wù)。