一种压缩空气储能的电力系统及其调度方法技术方案

本发明专利技术提供了一种压缩空气储能的电力系统及其调度方法，涉及电力系统的技术领域。该方法为：考虑压缩空气储能电站建设成本情况下，并结合压缩空气储能在电力系统中的售电电价，建立了考虑压缩空气储能的电力系统的动态特性、出力限制、储气子系统气压限制和蓄热利用子系统储热量的压缩空气储能的电力系统优化调度模型，实现对压缩储能的优化调度，其次减少压缩空气储能的电力系统的支出成本，最后以推动压缩空气储能的电力系统既经济，又能够实现备用、调峰调频时的调度。

A compressed air energy storage power system and its scheduling method

【技术实现步骤摘要】
一种压缩空气储能的电力系统及其调度方法
本专利技术涉及电力系统的
，具体而言，涉及一种压缩空气储能的电力系统及其调度方法。
技术介绍
随着经济的不断发展，对电力的需求不断提高，电力系统的发展成为一个重要的研究课题。现有的电力系统依然采用化石燃料，碳排放较高，不利于环保，而且对发电量的控制主要依靠对用电量的预判，缺少行之有效的储能技术和调度方法，整体效率较低。因此，设计一种电力系统，能够摒弃化石燃料、实现零碳排放、具有有效的储能功能、提高系统整体效率，这是目前急需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种压缩空气储能的电力系统及其调度方法，其能够摒弃化石燃料、实现零碳排放、具有有效的储能功能、提高系统整体效率。本专利技术提供一种技术方案：一种压缩空气储能的电力系统包括电动机、空气压缩子系统、储气子系统、蓄热利用子系统、透平发电子系统和发电机；所述电动机与所述空气压缩子系统连接，用于驱动所述空气压缩子系统压缩空气；所述储气子系统与所述空气压缩子系统连接，用于存储所述空气压缩子系统压缩后的空气；所述蓄热利用子系统与所述空气压缩子系统连接，用于存储所述空气压缩子系统压缩空气释放的热量、并向外供热；所述透平发电子系统与所述空气压缩子系统、所述空气压缩子系统、所述发电机连接，用于利用压缩后的空气和压缩空气释放的热量驱动所述发电机发电、并向外供冷。在本专利技术较佳的实施例中，所述电力系统还包括节流阀，所述节流阀连接在所述储气子系统与所述透平发电子系统之间的管路上。本专利技术提供另一种技术方案：一种电力系统的调度方法，运用于所述的压缩空气储能的电力系统，所述调度方法包括：根据预设模型进行调度，其中，所述预设模型根据电网运营商的总支出成本CTotal、电网运营商向常规机组成本CG、系统购电成本CCAES、弃风成本CWT和弃光成本CPV形成。在本专利技术较佳的实施例中，所述预设模型包括：minCTotal＝CG+CCAES+CWT+CPV。在本专利技术较佳的实施例中，电网运营商向常规机组成本CG计算方法如下：其中，T为日前调度总时段数；n为常规机组总数；aGi和bGi为常规机组i的电量报价系数；ψGi,t为常规机组i在时段t的启动成本；PGi,t为常规机组i在时段t的出力。在本专利技术较佳的实施例中，系统购电成本CCAES计算方法如下：其中，T为日前调度总时段数；aCAESi为系统的单位电量报价系数；PCAES,t为系统在时段t的出力。在本专利技术较佳的实施例中，弃风成本CWT计算方法如下：其中，βWT为单位弃风成本；WWT,t为时段t的弃风容量。在本专利技术较佳的实施例中，弃光成本CPV计算方法如下：其中，βPV为单位弃光成本；WPV,t为时段t的弃光容量。在本专利技术较佳的实施例中，所述预设模型还包括：采用分布式能源上网电价对寿命期内的经济效益进行估算；按照经济效益设计电量价格机制。在本专利技术较佳的实施例中，所述按照经济效益设计电量价格机制的步骤，包括：当系统在寿命周期内的估算收益与政府补贴之和小于系统投资建设成本、且系统运行在分时电价模式时；储能峰时段放电价格确定如下式所示：储能谷时段充电价格确定如下式所示：C＝Ct*80％其中，C为系统的销售电价；Ct为电网低谷电价；CO为系统运行成本费用；CG为政府性基金及附加；ΔR为系统投资费用和运行成本费用总和；TE为储能寿命周期内使用的小时数；PW为系统额定有功功率。本专利技术提供的压缩空气储能的电力系统及其调度方法的有益效果是：1.能够摒弃化石燃料、实现零碳排放、具有有效的储能功能、提高系统整体效率；2.提出了适用于系统的不同运行价格下的优化调度模式，有利于压缩空气储能在满足经济性的条件下，实现优化调度；3.在实现系统优化调度的同时，也提高了系统运行的经济性，有利于系统参与调峰调频、负荷备用和事故备用的调度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。图1为本专利技术实施例提供的压缩空气储能的电力系统的组成示意图。图2为价格机制带入目标函数的计算流程图。图标：100-压缩空气储能的电力系统；110-电动机；120-空气压缩子系统；130-储气子系统；140-蓄热利用子系统；150-透平发电子系统；160-发电机；170-节流阀。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本专利技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本专利技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本专利技术的范围，而是仅仅表示本专利技术的选定实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该专利技术产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。电力系统配置储能系统，将有效解决新能源并网给系统带来的运行压，并使得原本几乎“刚性”的系统变得“柔性”起来。同时，储能系统的充放电特性能够对能量进行时空平移，在一定程度上实现削峰填谷。而目前较为成熟的大规模储能技术主要有抽水蓄能、蓄电池储能和压缩空气储能(英文名：“CompressedAirEn本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种压缩空气储能的电力系统，其特征在于，所述电力系统包括电动机(110)、空气压缩子系统(120)、储气子系统(130)、蓄热利用子系统(140)、透平发电子系统(150)和发电机(160)；/n所述电动机(110)与所述空气压缩子系统(120)连接，用于驱动所述空气压缩子系统(120)压缩空气；/n所述储气子系统(130)与所述空气压缩子系统(120)连接，用于存储所述空气压缩子系统(120)压缩后的空气；/n所述蓄热利用子系统(140)与所述空气压缩子系统(120)连接，用于存储所述空气压缩子系统(120)压缩空气释放的热量、并向外供热；/n所述透平发电子系统(150)与所述空气压缩子系统(120)、所述空气压缩子系统(120)、所述发电机(160)连接，用于利用压缩后的空气和压缩空气释放的热量驱动所述发电机(160)发电、并向外供冷。/n

【技术特征摘要】
1.一种压缩空气储能的电力系统，其特征在于，所述电力系统包括电动机(110)、空气压缩子系统(120)、储气子系统(130)、蓄热利用子系统(140)、透平发电子系统(150)和发电机(160)；
所述电动机(110)与所述空气压缩子系统(120)连接，用于驱动所述空气压缩子系统(120)压缩空气；
所述储气子系统(130)与所述空气压缩子系统(120)连接，用于存储所述空气压缩子系统(120)压缩后的空气；
所述蓄热利用子系统(140)与所述空气压缩子系统(120)连接，用于存储所述空气压缩子系统(120)压缩空气释放的热量、并向外供热；
所述透平发电子系统(150)与所述空气压缩子系统(120)、所述空气压缩子系统(120)、所述发电机(160)连接，用于利用压缩后的空气和压缩空气释放的热量驱动所述发电机(160)发电、并向外供冷。


2.根据权利要求1所述的压缩空气储能的电力系统，其特征在于，所述电力系统还包括节流阀(170)，所述节流阀(170)连接在所述储气子系统(130)与所述透平发电子系统(150)之间的管路上。


3.一种电力系统的调度方法，其特征在于，所述调度方法运用于权利要求1所述的压缩空气储能的电力系统，所述调度方法包括：
根据预设模型进行调度，其中，所述预设模型根据电网运营商的总支出成本CTotal、电网运营商向常规机组成本CG、系统购电成本CCAES、弃风成本CWT和弃光成本CPV形成。


4.根据权利要求3所述的电力系统的调度方法，其特征在于，所述预设模型包括：
minCTotal＝CG+CCAES+CWT+CPV。


5.根据权利要求4所述的电力系统的调度方法，其特征在于，电网运营商向常规机组成本CG计算方法如下：
...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏巍，郑天文，常晓青，蒋力波，孙昕炜，李鑫，刘畅，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：四川;51