一种具有RCAES的电力系统中机组组合的方法技术方案

本发明专利技术公开了一种具有回热式压缩空气储能RCAES系统的电力系统机组组合方法，该方法在电力系统进行机组组合时，设置电力系统在每个时段需满足的功率平衡约束、备用约束及线路潮流约束；设置电力系统在每个时段需满足的火电机组出力约束、最小开停机约束及爬坡约束；设置电力系统在每个时段需满足的RCAES系统出力约束及储能能量约束。该机组组合方法能够充分考虑并发挥电力系统中RCAES系统的作用，提高电力系统运行的可靠性与经济性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统领域，特别涉及一种具有RCAES的电力系统中机组组合的方 法。
技术介绍
机组组合是支撑电力系统调度和运行的重要功能模块，通过机组组合，电力系统 可W根据设定的调度W最经济的方式保证电力系统各个时段的负荷平衡。然而，大规模 可再生能源单元并网给电力系统运行带来了新的挑战，该主要源于可再生能源单元的出力 不确定性及大量出现的反调高峰特性。为了有效应对可再生能源单元的出力不确定性及 反调高峰特性，一种可行的方式就是在电力系统中配置具有快速调节能力的储能系统，其 中，压缩空气储能（CAES，CompressedAir化ergyStorage)系统因为其可建设规模大、 使用寿命长、建设地点灵活等特点近年来备受关注，特别是回热式压缩空气储能（RCAES， RegenerativeCompressedAirElnergyStorage),近年来成为了研究的热点。RCAES系统 可W回收压缩过程中的高温高压空气释放的大部分热量，并在膨胀过程中加热压缩空气， 从而有效提高电力系统的能量转换效率。当RCAES系统配置在电力系统中时，如何在电力 系统中进行机组组合并对机组进行合理调度，从而提高电力系统在各个时段的负荷平衡成 为了一个亟待解决的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种具有RCAES系统的电力系统中机组组合的方 法，该方法能够提高电力系统在各个时段的负荷平衡。 根据上述目的，本专利技术是该样实现的： -种具有回热式压缩空气储能RCAES系统的电力系统机组组合的方法，该方法包 括： 在电力系统进行机组组合时，设置电力系统在每个时段需满足的RCAES系统出力 约束及储能能量约束。 较佳地，该方法还包括；设置电力系统在每个时段需满足的功率平衡约束、备用约 束及线路潮流约束；设置电力系统在每个时段需满足的火电机组出力约束、最小开停机约 束及爬坡约束。 较佳地，所进行的机组组合涉及的术语为： 较佳地，所述电力系统在每个时段需满足的功率平衡约束的数学表达式为： 所述电力系统在每个时段需满足的备用约束的数学表达式为： 所述电力系统在每个时段需满足的线路潮流约束的数学表达式为： 较佳地，所述电力系统在每个时段需满足的火电机组满足出力约束的数学表达式 为： 所述电力系统在每个时段需满足的火电机组满足的最小开停机时间约束的数学 表达式为： 所述电力系统在每个时段需满足的火电机组满足爬坡约束的数学表达式为： 较佳地，所述电力系统在每个时段需满足的RCAES系统出力约束的数学表达式 为： 所述电力系统在每个时段需满足的RCAES系统储能能量约束，其中RCAES系统中 的储气单元储气能量约束的数学表达式： RCAES系统中的储热单元储热能量约束的数学表达式： 较佳地，设置RCAES系统在压缩储能环节及膨胀环节具有相同的热交换占比，所 述的储气单元储气能量约束的数学表达式为： 所述的储热单元储热能量约束的数学表达式： 较佳地，该方法还包括： 设置电力系统中RCAES系统的回热/释热占比，或/和，储热/储气环节的效率； 根据所设置的RCAES系统的回热/释热占比，或/和，储热/储气环节的效率，确 定RCAES系统对电力系统运行影响。 较佳地，所述RCAES系统的回热占比为；压缩环节及储热环节中，压缩空气向储热 单元释放的能量值占压缩空气能量值的比例，用目。。m表示； 所述释热占比为；膨胀环节中，压缩空气从储热单元吸收的能量值占压缩空气能 量值的比例，用目tur表示； 所述确定RCAES系统对电力系统运行影响为： 设置RCAES系统的回热/释热占比的阔值范围，在该阔值范围下，电力系统的成本 及火电机组的开机数最少。 较佳地，所述RCAES系统的储热环节的效率为；储热单元在膨胀环节被压缩空气 吸收的能量值同压缩环节及储热环节从压缩空气吸收的能量值之比，用ntw表示； 所述RCAES系统的储气环节的效率：膨胀单元中节流阀出气口空气的能量值与储 气单元的储气罐进气口空气的能量值之比，用表示； 所述确定RCAES系统对电力系统运行影响为： 设置储热/储气环节的效率的阔值范围，在该阔值范围下，电力系统的成本及火 电机组的开机数最少。 由上述方案可W看出，本专利技术在电力系统进行机组组合时，设置电力系统在每个 时段需满足的功率平衡约束、备用约束及线路潮流约束；设置电力系统在每个时段需满足 的火电机组出力约束、最小开停机约束及爬坡约束；设置电力系统在每个时段需满足的 RCAES系统出力约束及储能能量约束。更进一步地，本专利技术设置电力系统中RCAES系统的回 热/释热占比，或/和，储热/储气环节的效率，根据设置的RCAES系统的回热/释热占比， 或/和，储热/储气环节的效率，确定RCAES系统对电力系统运行影响，从而在进行电力系 统的机组组合时，就可W充分考虑RCAES系统对电力系统运行影响，提高电力系统在各个 时段的负荷平衡。【附图说明】 图1为本专利技术实施例提供的RCAES系统的结构示意图； 图2为本专利技术实施例提供的RCAES系统的能量的存储和转换的关系示意图； 图3为本专利技术实施例提供的具有RCAES的电力系统中机组组合的方法流程图； [004引图4为本专利技术实施例提供的电力系统中的系统负荷、各时段机组出力及RCAES系 统出力的示意图； 图5为本专利技术实施例提供的RCAES系统中储热单元和储气单元的所存储能量的示 意图； 图6为本专利技术实施例提供的各时段火电机组的开停示意图； 图7为本专利技术实施例提供的不同时段RCAES系统出力示意图； 图8为本专利技术实施例提供的不同目值下电力系统中的火电机组总开机数及机组 组合总成本示意图； 图9为本专利技术实施例提供的不同目值下RCAES系统总效率示意图； 图10为本专利技术实施例提供的不同的nt。,和取值下，电力系统中的机组组合 总成本和RCAES系统的整体效率的变化规律示意图。【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下参照附图并举实施例，对 本专利技术作进一步详细说明。 本专利技术在电力系统中设置机组组合并调度所涉及的术语如下： -个典型的RCAES系统包括压缩单元、储气单元、储热单元及膨胀单元四个部分， 如图1所示，图1为本专利技术实施例提供的RCAES系统的结构示意图，如图所示，将电能和空 气经过压缩单元（图中为压缩机）的压缩后，分别存储在储气单元和储热单元（图中为储气 罐）中，储气单元及储热单元则将储气及储热传输给膨胀单元（图中表示为透平）进行膨胀 处理后输出电能，在每个环节，都会存当前第1页1 2 3 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有回热式压缩空气储能RCAES系统的电力系统机组组合的方法，其特征在于，该方法包括： 在电力系统进行机组组合时，设置电力系统在每个时段需满足的RCAES系统出力约束及储能能量约束。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：方陈，陈来军，张宇，刘锋，施侠，刘隽，梅生伟，刘斌，王程，王召健，
申请(专利权)人：国网上海市电力公司，清华大学，
类型：发明
国别省市：上海;31