基于先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能站的電-熱綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化運(yùn)行方法

時(shí)帥,劉杰,米陽,Kwok Lun Lo,林哲敏

(1.上海電力大學(xué) 電氣工程學(xué)院,上海 200090; 2.斯特拉斯克萊德大學(xué) 電子與電氣工程系,格拉斯哥; 3.安徽電力交易有限公司,合肥 230061)

0 引 言

壓縮空氣儲(chǔ)能(Compressed Air Energy Storage, CAES)具有大容量、高壽命、低成本等優(yōu)點(diǎn),被認(rèn)為是當(dāng)今最具發(fā)展?jié)摿Φ拇笠?guī)模儲(chǔ)能技術(shù)之一[1]。傳統(tǒng)CAES的循環(huán)效率只能達(dá)到50%左右,且在釋放能量的過程中,存在燃料的燃燒和廢氣的排放[2]。先進(jìn)絕熱壓縮空氣儲(chǔ)能(Advanced Adiabatic Compressed Air Energy Storage,AA-CAES)利用儲(chǔ)熱技術(shù)回收壓縮過程中的熱量用于加熱高壓氣體,擯棄了傳統(tǒng)CAES裝置的補(bǔ)燃環(huán)節(jié)[3],使得AA-CAES較傳統(tǒng)CAES有更快的響應(yīng)速度、更高的效率和更好的清潔性,在眾多的CAES技術(shù)中脫穎而出[4]。

國內(nèi)外學(xué)者關(guān)于含CAES電站的電力系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度方案開展了廣泛的研究。文獻(xiàn)[5]研究了含CAES電站、風(fēng)電并網(wǎng)下的電力系統(tǒng)機(jī)組組合問題,并從風(fēng)電消納、阻塞管理、削峰填谷等多個(gè)方面進(jìn)行了具體分析。文獻(xiàn)[6-7]各自提出了一種含CAES電站的孤島微電網(wǎng)和含AA-CAES電站的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的容量優(yōu)化配置方法,分別以系統(tǒng)運(yùn)行成本與環(huán)境成本之和最小、用戶可中斷負(fù)荷成本與系統(tǒng)綜合成本之和最小為目標(biāo),得出了CAES/AA-CAES電站、風(fēng)電發(fā)電機(jī)組等機(jī)組的最優(yōu)配置容量。上述文獻(xiàn)主要研究了在電能單能流場景下,CAES/AA-CAES電站參與系統(tǒng)運(yùn)行優(yōu)化和規(guī)劃的場合,并未考慮其在多能流系統(tǒng)的運(yùn)行調(diào)度情況。

在電、熱多能流場景下,AA-CAES可在綜合能源系統(tǒng)[8](Integrated Energy System,IES)中充當(dāng)能量樞紐,進(jìn)行電熱聯(lián)供聯(lián)儲(chǔ)[9],與其他能源轉(zhuǎn)換設(shè)備統(tǒng)一協(xié)同運(yùn)行,發(fā)揮多能互補(bǔ)協(xié)同效應(yīng)。文獻(xiàn)[10-11]提出了一種包含AA-CAES的CCHP(Hybrid Cooling、Heating and Power)微網(wǎng)和一種包含AA-CAES的風(fēng)-光-儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。前者以微網(wǎng)的環(huán)境效益、能源節(jié)約率和系統(tǒng)運(yùn)行安全性作為多目標(biāo)問題進(jìn)行求解,結(jié)果表明AA-CAES可有效提高CCHP微網(wǎng)運(yùn)行的靈活性,促進(jìn)可再生能源消納。后者采取由風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)AA-CAES壓縮機(jī),太陽能光熱補(bǔ)熱的熱電聯(lián)供運(yùn)行策略,實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)電能的穩(wěn)定供應(yīng)和不同品位熱能的梯級利用。文獻(xiàn)[12]提出了一種反映AA-CAES功率和儲(chǔ)能狀態(tài)約束的可行域刻畫方法,詳細(xì)地闡述了AA-CAES的熱電耦合關(guān)系和熱電聯(lián)供運(yùn)行特點(diǎn)。以上文獻(xiàn)為AA-CAES在電-熱IES中進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度提供了初步的數(shù)學(xué)模型參考和優(yōu)化策略支持,但上述文獻(xiàn)所建立的模型大多比較復(fù)雜且高維非線性,難以應(yīng)用于IES的運(yùn)行優(yōu)化調(diào)度中;而且沒有對AA-CAES在壓縮、膨脹不同工況下的儲(chǔ)熱、放熱、對外供熱等特性進(jìn)行詳細(xì)分析,沒有分析AA-CAES參與下的電-熱IES的經(jīng)濟(jì)行為。

此外,文獻(xiàn)[13-14]分別提出了一種含CCHP的多區(qū)域電-熱IES優(yōu)化運(yùn)行方法和一種基于碳交易的電-熱-氣-冷IES低碳經(jīng)濟(jì)調(diào)度方法,但上述方法并沒有考慮熱能在熱網(wǎng)管道傳輸過程中存在的熱延遲和損耗等動(dòng)態(tài)特性。在用戶側(cè),綜合需求響應(yīng)(Integrated Demand Response,IDR)作為一種靈活性可調(diào)度資源,可有效地降低系統(tǒng)運(yùn)行成本和促進(jìn)可再生能源消納[15-16]。

在上述背景下,文章提出了一種計(jì)及AA-CAES熱電聯(lián)供聯(lián)儲(chǔ)特性的含AA-CAES能源站的電-熱綜合能源系統(tǒng)(Electricity-Heat Integrated Energy System,EHIES)優(yōu)化運(yùn)行方法,考慮了負(fù)荷綜合需求響應(yīng)和熱網(wǎng)管道傳熱延遲和損耗等動(dòng)態(tài)特性,建立了以系統(tǒng)機(jī)組發(fā)電成本、購電成本、綜合需求響應(yīng)成本以及棄風(fēng)懲罰成本之和為最小的日前經(jīng)濟(jì)調(diào)度模型,在修改的IEEE 33節(jié)點(diǎn)配電網(wǎng)和巴厘島32節(jié)點(diǎn)區(qū)域供熱網(wǎng)進(jìn)行了算例分析。結(jié)果表明,所提模型可有效降低IES運(yùn)行成本,促進(jìn)可再生能源消納。

1 含AA-CAES能源站的電-熱綜合能源系統(tǒng)

1.1 電-熱綜合能源系統(tǒng)基本調(diào)度架構(gòu)

文中提出的含AA-CAES能源站的EHIES的結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。能源站中包含AA-CAES裝置、熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組(Combined Heat and Power, CHP)、以及熱泵機(jī)組(Heat Pump, HP)進(jìn)行熱電聯(lián)供,此外系統(tǒng)還配置了燃?xì)廨啓C(jī) (Gas Turbine, GT)輔助供電、燃?xì)忮仩t(Gas Boiler,GB)輔助供熱,并裝設(shè)有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(Wind Turbine, WT)。

圖1 EHIES結(jié)構(gòu)圖

AA-CAES的主要組成部件包括：壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、儲(chǔ)氣室、換熱器、蓄熱罐等。在儲(chǔ)能時(shí),AA-CAES可利用棄風(fēng)與低谷電能驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī),將空氣壓縮為高溫高壓氣體后進(jìn)入換熱器與熱媒進(jìn)行熱量交換,換熱后的降溫氣體存儲(chǔ)在儲(chǔ)氣室內(nèi);同時(shí),加熱后的熱媒進(jìn)入蓄熱罐,將其吸收的熱量進(jìn)行儲(chǔ)存。在釋能時(shí),儲(chǔ)氣室的高壓低溫氣體被釋放后,進(jìn)入換熱器并與蓄熱罐釋放的熱媒進(jìn)行熱量交換,高壓氣體得以升溫并進(jìn)入膨脹機(jī)做功發(fā)電,隨后被排放至大氣。在保證蓄熱罐剩余熱量足以支持AA-CAES正常發(fā)電的前提下,AA-CAES還可單獨(dú)或配合其他熱源對外供熱。

在文中的EHIES中,AA-CAES除配合系統(tǒng)中的CHP機(jī)組、熱泵機(jī)組等其他電源、熱源進(jìn)行熱電聯(lián)供,滿足系統(tǒng)的電、熱負(fù)荷需求外,也可以充當(dāng)儲(chǔ)能裝置,進(jìn)行熱電聯(lián)儲(chǔ),吸收低谷電能和消納風(fēng)電。同時(shí),用戶側(cè)的柔性負(fù)荷也可以參加綜合需求響應(yīng),接受系統(tǒng)能量管理中心的調(diào)度,降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本,提高系統(tǒng)的風(fēng)電消納能力。

1.2 AA-CAES電熱聯(lián)供聯(lián)儲(chǔ)運(yùn)行約束模型

為簡化計(jì)算,對AA-CAES建模作如下假設(shè)：(1)假設(shè)空氣為理想氣體,滿足理想氣體狀態(tài)方程;(2)儲(chǔ)氣室采用等溫恒容模型,儲(chǔ)氣室中空氣的溫度等于環(huán)境溫度,儲(chǔ)氣室容積保持不變;(3)壓縮機(jī)和膨脹機(jī)采用絕熱模型;(4)不計(jì)蓄熱罐的熱量損失和換熱過程的熱量損失。

1.2.1 壓縮機(jī)

(1)

(2)

(3)

(4)

1.2.2 膨脹機(jī)

(5)

(6)

(7)

(8)

1.2.3 儲(chǔ)氣室

在時(shí)刻t儲(chǔ)氣室(Gas Chamber,GC)氣壓可以用一個(gè)荷電狀態(tài)SOC(State of Charge)模型來表示：

(9)

(10)

式中prst,l、prst,u分別代表儲(chǔ)氣室壓強(qiáng)的上、下限。

1.2.4 換熱器與蓄熱罐

基于熱交換理論,壓縮和膨脹過程中,換熱器吸收和釋放的熱功率分別為：

(12)

(13)

(14)

(15)

(16)

(17)

(18)

式中Hst,l、Hst,u為蓄熱罐蓄熱功率的上、下限。

1.2.5 AA-CAES電站運(yùn)行工況約束

(19)

此約束用于保證AA-CAES電站不會(huì)同時(shí)工作在壓縮耗功和膨脹發(fā)電兩種工況。

2 區(qū)域配電網(wǎng)和區(qū)域供熱網(wǎng)模型

2.1 區(qū)域配電網(wǎng)

針對輻射型配電網(wǎng),文中采用文獻(xiàn)[17]提出的線性潮流方程對其建模。

(20)

(21)

(22)

(23)

2.2 區(qū)域供熱網(wǎng)

區(qū)域供熱網(wǎng)主要由熱源、供熱管道和熱負(fù)荷三部分組成。供熱管道一般由供水管和回水管組成,熱源生產(chǎn)的熱量通過供熱管將熱量送達(dá)熱用戶,同時(shí),冷卻后的熱水進(jìn)入回水管后形成循環(huán)[18]。

2.2.1 熱源、熱負(fù)荷節(jié)點(diǎn)

(24)

(25)

(26)

2.2.2 供熱管道

ζ(b)表示供熱管道b的集合,根據(jù)節(jié)點(diǎn)質(zhì)量流量連續(xù)性定理,對每個(gè)節(jié)點(diǎn)O,都滿足以下約束：

(27)

節(jié)點(diǎn)o溫度與管道b溫度之間的關(guān)系可由節(jié)點(diǎn)混合溫度方程進(jìn)行描述：

(28)

(29)

2.2.3 供熱管網(wǎng)熱延遲、熱損耗

(1)熱延遲

熱水從熱源處憑借循環(huán)水泵提供的動(dòng)能以一定的流速經(jīng)熱網(wǎng)管道向熱負(fù)荷運(yùn)動(dòng),導(dǎo)致熱源與熱負(fù)荷之間熱媒的溫度變化存在一定的延遲[20]。

供熱管道兩端的熱延遲時(shí)間可表示為：

(30)

(2)熱損耗

熱損耗表現(xiàn)為供熱管道的溫度損失,可根據(jù)管道溫度降落方程進(jìn)行描述：

(31)

管道b的首末兩端的溫度損失為：

(32)

結(jié)合式(30)和(32),可得描述供熱管道熱延和熱損耗的方程為：

(33)

t時(shí)刻管道b的熱功率損失可描述為：

(34)

3 電-熱綜合能源系統(tǒng)日前優(yōu)化調(diào)度模型

3.1 目標(biāo)函數(shù)

文中電-熱綜合能源系統(tǒng)的優(yōu)化調(diào)度目標(biāo)函數(shù)如式(35)、式(36)所示：

minCΣ=Cgrid+Cgen+Cidr+Ccurt

(35)

(36)

3.2 約束條件

3.2.1 綜合需求負(fù)荷調(diào)度約束

在綜合能源系統(tǒng)中,電力柔性負(fù)荷主要分為可削減負(fù)荷、可轉(zhuǎn)移負(fù)荷以及可平移負(fù)荷[21]。

(1)可平移負(fù)荷

平移時(shí)間連續(xù)性約束：

(37)

式中τ、ts分別為可平移負(fù)荷發(fā)生的時(shí)間和持續(xù)工作時(shí)長;yt為判斷可平移負(fù)荷是否發(fā)生的0-1變量,yt=1表示負(fù)荷已經(jīng)平移到了時(shí)段t。

(38)

式中Lshift為可平移負(fù)荷的額定功率。

(2)可轉(zhuǎn)移負(fù)荷

轉(zhuǎn)移前后轉(zhuǎn)移功率不變約束：

(39)

可轉(zhuǎn)移負(fù)荷功率范圍約束：

(40)

(3)可削減負(fù)荷

(41)

(42)

3.2.2 設(shè)備調(diào)度約束

(1)CHP機(jī)組

(43)

(2)熱泵機(jī)組

(44)

(3)設(shè)備出力約束

(45)

(4)購電功率約束

(46)

3.2.3 功率平衡約束

(1)電功率平衡約束

(47)

(2)熱功率平衡約束

(48)

3.3 模型求解

文中建立的含AA-CAES能源站的EHIES日前優(yōu)化調(diào)度模型為一個(gè)混合整數(shù)二次規(guī)劃問題,可在MATLAB環(huán)境中基于YALMIP平臺(tái),調(diào)用成熟的商業(yè)求解器GUROBI對模型進(jìn)行求解。

4 算例分析

4.1 算例系統(tǒng)及參數(shù)設(shè)置

文中采用改進(jìn)的IEEE 33節(jié)點(diǎn)和巴厘島32熱節(jié)點(diǎn)[22]EHIES進(jìn)行算例仿真,算例系統(tǒng)中包含一個(gè)AA-CAES能源站、2臺(tái)燃?xì)忮仩t、2臺(tái)燃?xì)廨啓C(jī)以及一臺(tái)額定裝機(jī)容量為6 MW的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。日前的負(fù)荷預(yù)測以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組出力預(yù)測見圖2。系統(tǒng)的綜合需求響應(yīng)成本系數(shù)取100﹩/(MW·h),棄風(fēng)懲罰成本系數(shù)取500﹩/(MW·h)。

圖2 日前EHIES功率預(yù)測曲線

4.2 算例分析

4.2.1 算例場景設(shè)置

針對文中提出的計(jì)及用戶側(cè)綜合需求響應(yīng)和考慮區(qū)域供熱網(wǎng)的儲(chǔ)熱慣性的含AA-CAES能源站的EHIES優(yōu)化調(diào)度方法進(jìn)行性能分析,文章設(shè)定了以下5個(gè)場景：

場景1：系統(tǒng)中包含AA-CAES在內(nèi)的能源站等其他機(jī)組設(shè)備,考慮用戶側(cè)的綜合需求響應(yīng)和區(qū)域供熱網(wǎng)的儲(chǔ)熱慣性;

場景2：僅考慮用戶側(cè)的綜合需求響應(yīng)和區(qū)域供熱網(wǎng)的儲(chǔ)熱慣性,系統(tǒng)中能源站中不含AA-CAES裝置,仍包含其他機(jī)組設(shè)備;

場景3：系統(tǒng)中包含AA-CAES在內(nèi)的能源站等其他機(jī)組設(shè)備,僅考慮用戶側(cè)的綜合需求響應(yīng);

場景4：系統(tǒng)中包含AA-CAES在內(nèi)的能源站等其他機(jī)組設(shè)備,僅考慮區(qū)域供熱網(wǎng)的儲(chǔ)熱慣性;

場景5：系統(tǒng)中包含AA-CAES在內(nèi)的能源站等其他機(jī)組設(shè)備,不考慮用戶側(cè)的綜合需求響應(yīng)和區(qū)域供熱網(wǎng)的儲(chǔ)熱慣性。

4.2.2 IDR對EHIES調(diào)度運(yùn)行的影響

分別對場景1、場景3和場景5進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度,分析IDR對EHIES電力負(fù)荷、風(fēng)電出力和運(yùn)行成本的影響,優(yōu)化結(jié)果如圖3、圖4所示,不同場景下的棄風(fēng)懲罰成本和總運(yùn)行成本如表1所示。

表1 場景1、場景3和場景5下的EHIES總運(yùn)行成本

圖3 IDR對EHIES電力負(fù)荷的影響

圖4 IDR對EHIES風(fēng)電的影響

對圖3、圖4進(jìn)行分析可知,場景1的電負(fù)荷曲線的波動(dòng)性較場景3有了很明顯的改善,負(fù)荷峰谷差和方差同比分別下降了22.46%和19.52%;同時(shí)場景1系統(tǒng)的棄風(fēng)量較場景3和場景5也分別同比下降了56.81%和82.56%,系統(tǒng)的風(fēng)電消納能力明顯改善。由表1可知,系統(tǒng)引入IDR后,場景1中系統(tǒng)的日棄風(fēng)成本較場景3和場景5分別減少了526.36美元和996.02美元、日總運(yùn)行成本分別下降了187.36美元和776.79美元。以上結(jié)果分析表明,綜合需求響應(yīng)可引導(dǎo)電力用戶進(jìn)行負(fù)荷的削減、平移和轉(zhuǎn)移,從而能夠達(dá)到平抑負(fù)荷曲線波動(dòng)、促進(jìn)可再生能源消納和降低系統(tǒng)運(yùn)行成本的目的。

4.2.3 供熱網(wǎng)的儲(chǔ)熱慣性對EHIES調(diào)度運(yùn)行的影響

分別對場景1、場景4和場景5進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度,分析供熱網(wǎng)的儲(chǔ)熱慣性對EHIES熱功率優(yōu)化和系統(tǒng)風(fēng)電消納的影響,優(yōu)化結(jié)果如圖5和圖6所示。

圖5 供熱網(wǎng)的儲(chǔ)熱慣性對EHIES供熱需求的影響

圖6 供熱網(wǎng)的儲(chǔ)熱慣性對EHIES風(fēng)電的影響

由圖5和圖6可知,00：00-05：00時(shí)段,是一天風(fēng)電的最高峰期,也是全天電力負(fù)荷的最低谷期和熱力負(fù)荷的最高峰期。在06：00-23：00時(shí)段,電力負(fù)荷開始增大,CHP機(jī)組、GB機(jī)組出力開始趨于平緩,多余風(fēng)電通過HP機(jī)組進(jìn)行電轉(zhuǎn)熱進(jìn)行消納,同時(shí)熱能被存儲(chǔ)于熱網(wǎng)之中。00：00-05：00期間,在場景1和場景4中,熱源供給的熱能要明顯小于供熱需求,這是因?yàn)闊峋W(wǎng)存在供熱延遲等儲(chǔ)熱慣性,前期存儲(chǔ)于熱網(wǎng)的熱能彌補(bǔ)了該時(shí)段內(nèi)的部分供熱需求,因此CHP機(jī)組、GB機(jī)組等附加熱源供熱量減少,CHP機(jī)組出力降低,從而增大了風(fēng)電的上網(wǎng)空間,且多余的風(fēng)電可由HP機(jī)組進(jìn)一步消納,同時(shí)進(jìn)行電轉(zhuǎn)熱向系統(tǒng)供熱。在06：00-16：00、22：00-23：00時(shí)段,場景1和場景4中,CHP機(jī)組、GB機(jī)組出力平穩(wěn),熱源供給熱網(wǎng)的熱能要明顯多余供熱需求,多余的熱能存儲(chǔ)在熱網(wǎng)之中。以上結(jié)果分析表明,HP機(jī)組可利用夜間富余風(fēng)電可進(jìn)行“風(fēng)電供熱”消納棄風(fēng);供熱網(wǎng)的儲(chǔ)熱慣性可以對熱負(fù)荷進(jìn)行“移峰填谷”、并可配合HP機(jī)組消納多余風(fēng)電,打破傳統(tǒng)CHP機(jī)組的“以熱定電”模式。

4.2.4 AA-CAES對EHIES調(diào)度運(yùn)行的影響

分別對場景1和場景2進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度,分析AA-CAES裝置對EHIES優(yōu)化調(diào)度、風(fēng)電消納的影響,優(yōu)化結(jié)果如圖7和圖8所示,AA-CAES裝置的蓄熱罐、儲(chǔ)氣室荷電狀態(tài)如圖9所示,不同場景下的棄風(fēng)懲罰成本、購電成本、機(jī)組發(fā)電成本和總運(yùn)行成本如表2所示。

表2 場景1、場景2下的EHIES總運(yùn)行成本

圖7 場景1、場景2中的IES優(yōu)化調(diào)度結(jié)果

圖8 AA-CAES對EHIES風(fēng)電的影響

圖9 AA-CAES蓄熱罐、儲(chǔ)氣室荷電狀態(tài)圖

由圖7～圖9可知,00：00-06：00時(shí)段為一天電力負(fù)荷的低谷期和風(fēng)電的高峰期,在此期間,AA-CAES可利用富余風(fēng)電,驅(qū)動(dòng)壓縮機(jī)壓縮空氣做工,被壓縮升溫的空氣與熱媒(水)換熱,降溫后存儲(chǔ)在儲(chǔ)氣室中,熱水則將熱量存儲(chǔ)在蓄熱罐中;15：00-16：00和20：00-21：00時(shí)段電力需求較高,在此期間,AA-CAES蓄熱罐中的熱水與儲(chǔ)氣室中的高壓低溫空氣換熱并釋放熱量將其加熱,而后膨脹機(jī)透平發(fā)電,且在20：00-21：00膨脹機(jī)發(fā)電所需熱量還有剩余,故對外進(jìn)行供熱。在圖8中,場景1的風(fēng)電出力非常貼近日前的風(fēng)電出力預(yù)測,而場景2未慮AA-CAES,系統(tǒng)的棄風(fēng)量叫場景1則明顯大幅增多;由表2知,場景1中加入了AA-CAES后,系統(tǒng)的棄風(fēng)懲罰成本、購電成本和運(yùn)行總成本較未加入AA-CAES的場景2分別降低了98.66%、52.43%和74.48%,由此可知加入AA-CAES,可有效提升系統(tǒng)的風(fēng)電消納能力和運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。以上結(jié)果分析表明,AA-CAES可在EHIES進(jìn)行熱電聯(lián)供聯(lián)儲(chǔ),在風(fēng)電高峰期消納棄風(fēng),壓縮空氣并將熱量存儲(chǔ)在蓄熱罐中;在負(fù)荷需求較高時(shí),蓄熱罐釋放熱量,加熱空氣并驅(qū)動(dòng)膨脹機(jī)透平發(fā)電。

5 結(jié)束語

為充分探究AA-CAES的熱電聯(lián)供儲(chǔ)聯(lián)特性、用戶側(cè)靈活性可調(diào)度資源以及區(qū)域供熱網(wǎng)供熱延時(shí)等供熱慣性對EHIES調(diào)度成本和可再生能源消納能力的影響,文中提出了一種計(jì)及用戶側(cè)綜合需求響應(yīng)和考慮區(qū)域供熱網(wǎng)的儲(chǔ)熱慣性的含AA-CAES能源站的EHIES優(yōu)化調(diào)度模型。主要結(jié)論如下：

(1)在IDR的引導(dǎo)下,用戶側(cè)靈活資源可通過對自身負(fù)荷功率的削減、平移和轉(zhuǎn)移縮小負(fù)荷需求曲線峰谷差異、平抑負(fù)荷需求曲線波動(dòng),由此促進(jìn)可再生能源的消納和降低系統(tǒng)的運(yùn)行成本;

(2)供熱網(wǎng)中存在供熱延時(shí)等熱慣性,可實(shí)現(xiàn)供熱需求的“移峰填谷”,解耦熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組的熱電比,增大夜間風(fēng)電上網(wǎng)空間,并配合熱泵機(jī)組進(jìn)行電轉(zhuǎn)熱以促進(jìn)風(fēng)電的消納;

(3)AA-CAES可進(jìn)行熱電聯(lián)供聯(lián)儲(chǔ),風(fēng)電出力旺盛時(shí),壓縮空氣消納富余風(fēng)電;負(fù)荷需求較大時(shí),透平膨脹發(fā)電,還可對外供應(yīng)一定的熱能,從而降低系統(tǒng)的棄風(fēng)懲罰成本、購電成本和運(yùn)行總成本,提升系統(tǒng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。

后續(xù)工作將以文中模型為基礎(chǔ),進(jìn)一步研究可再生能源出力和電、熱負(fù)荷的隨機(jī)性對系統(tǒng)調(diào)度結(jié)果的影響;深入探討AA-CAES提供備用、AA-CAES變工況運(yùn)行等特性對系統(tǒng)優(yōu)化調(diào)度的影響。