【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及热-电综合能源系统调度，具体而言，涉及一种基于分布式压缩空气储能能源枢纽的热电系统调度方法及系统。
技术介绍
1、随着能源结构低碳化进程的持续推进，热力系统和电力系统的耦合程度不断加深，多能流耦合特征日益突出，热电系统规模逐步扩大，这为热电系统灵活运行带来了更多挑战。
2、作为一种集热、电多能接口的新型综合储能设备，分布式压缩空气储能(compressed air energy storage，caes)具有零碳排、寿命长、效率高和多能联储联供等众多优点，可以支撑多种能量联合运行的灵活性，可进一步提升各类能量的梯级利用效率，为热电系统的协同灵活调度提供实质性的技术基础。电力系统输出受阻塞时，caes利用弃电驱动压缩机，将电力转换为空气压缩热能与压力势能，分别解耦存储于储热罐与储气库，也可将压缩热输送至热力系统中；需输出电力时，空气压力势能与压缩热能通过空气透平耦合释能。与电池储能不同，caes与电力系统协同主要利用其时空能量平移能力，作为电-储协同系统中caes的储能能源，弃电随环境条件与电网调度指令频繁波动，从而，caes将频繁运行于部分负荷储能及释能模式，导致压缩机、换热器、膨胀机等组件偏离设计点运行，会降低组件功能转换效率，进而导致采用传统调度和分析方法进行调度和分析的结果不客观。
3、鉴于此，如何构建基于分布式压缩空气储能的热电接口灵活性的热电系统协同调度策略是亟待解决的问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于解决现有技术中热电系
2、本专利技术的实施例通过以下技术方案实现：一种含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，包括以下步骤：
3、分别以最小化运行成本为目标，搭建基于dist flow的电力系统调度模型，以及搭建计及恒流变温的热力系统调度模型；
4、基于电力系统调度模型和热力系统调度模型，以总运行成本最低为目标，建立计及电力系统运行约束、热力系统运行约束以及分布式压缩空气能源枢纽内部约束的热电系统协同调度模型；
5、采用交替方向乘子法进行热电系统协同调度模型的求解，根据求解结果对热电系统进行调度。
6、根据一种优选实施方式，所述分布式压缩空气能源枢纽的框架包括压缩侧、换热器、混合器、储气库、膨胀侧、电阻加热器、高温储热罐以及低温储热罐；
7、电力系统的输入电能分为两条支路，一条支路连接至压缩侧，一条支路连接至电阻加热器的输入端，压缩侧的输出端连接至供热侧换热器的第一输入端，供热侧换热器的第一输出端连接至第一混合器的输入端，供热侧换热器的第二输出端连接至储气库的输入端，第一混合器的输出端连接至高温储热罐的第一输入端，电阻加热器的输出端连接至高温储热罐的第二输入端，高温储热罐的第一输出端连接至热力系统供给侧，高温储热罐的第二输出端连接至膨胀侧换热器的第二输入端；
8、储气库的输出端连接至膨胀侧的输入端，膨胀侧的第一输出端连接至膨胀侧换热器的第一输入端，膨胀侧的第二输出端连接至电力系统，膨胀侧换热器的输出端连接至第二混合器的输入端，第二混合器的输出端连接至低温储热罐的第一输入端，低温储热罐的第二输入端连接至热力系统返回侧，低温储热罐的输出端连接至供热侧换热器的第二输入端。
9、根据一种优选实施方式，所述分布式压缩空气能源枢纽内部约束，包括：压缩机和透平机运行约束、透平机运行约束、储气库运行约束以及储热罐运行约束；其中，所述压缩机和透平机运行约束如下：
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15、上式中，ptch表示t时刻压缩机充电功率，ptds表示t时刻透平机发电功率，κ表示空气绝热指数，表示t时刻流入压缩机的空气质量流量，表示t时刻流入透平机的空气质量流量，ca表示空气的比热容，tcin表示压缩机入口的空气温度，表示透平机入口的空气温度，βc表示压缩机压缩比，βe表示透平机膨胀比，ηc表示压缩机等熵效率，ηe表示透平机等熵效率，mch,min表示流入压缩机的空气质量流量下限，mch,max表示流入压缩机的空气质量流量上限，mds,min表示流入透平机的空气质量流量下限，mds,max表示流入透平机的空气质量流量上限，分别表示压缩充电和膨胀发电变量，c表示压缩阶段，nc表示压缩级数，ne表示膨胀级数；
16、所述储气库运行约束如下：
17、
18、上式中，prtas表示t时刻储气库气压，rg表示空气的气体常数，tas表示储气库温度，表示t时刻储气库压缩侧的空气质量流量，表示t时刻储气库膨胀侧的空气质量流量，v表示储气库容量，表示t+1时刻储气库气压；
19、所述储热库运行约束如下：
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23、pr,min≤ptr≤pr,max (10)
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34、上式中，表示t时刻压缩阶段c的高温传热流体的流量，cf表示传热流体的比热容，表示t时刻高温传热流体的流量，ptr表示t时刻输入电阻加热器的电功率，表示t时刻电阻加热器产生的传热流体质量流量，ηr表示电阻加热器的效率，pr,min表示电阻加热器输入电功率的下限，pr,max表示电阻加热器输入电功率的上限，th表示高温储热罐的温度，t0表示环境温度，表示t时刻高温储热罐存储的传热流体流量，表示t时刻用于空气膨胀供热的传热流体质量流量，表示t时刻用于自身热负荷供应的高温传热流体质量流量，表示t时刻用于向热力系统供应的高温传热流体质量流量，mht,min表示高温储热罐的储热下限，mht,max表示高温储热罐的储热上限，mlt,min表示低温储热罐的储热下限，mlt,max表示低温储热罐的储热上限，表示高温储热罐可存储的热能下限，表示高温储热罐可存储的热能上限，表示t时刻压缩侧的启动成本，表示t时刻膨胀侧的启动成本，su表示启动费用，表示t-1时刻高温储热罐存储的传热流体流量，表示t时刻低温储热罐存储的传热流体流量，表示t-1时刻低温储热罐存储的传热流体流量。
35、根据一种优选实施方式，所述电力系统调度模型的目标函数如下：
36、
37、上式中，表示t时刻机组g的发电功率，ag和bg表示机组g的发电成本系数，表示从主电网购入电量，ρl表示从主电网购电的电价，ωt表示时刻集合，ωg表示机组集合。
38、根据一种优选实施方式，所述电力系统运行约束如下：
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【技术保护点】
1.一种含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，所述分布式压缩空气能源枢纽的框架包括压缩侧、换热器、混合器、储气库、膨胀侧、电阻加热器、高温储热罐以及低温储热罐；
3.如权利要求1所述的含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，所述分布式压缩空气能源枢纽内部约束，包括：压缩机和透平机运行约束、透平机运行约束、储气库运行约束以及储热罐运行约束，其中，所述储热罐运行约束包括压缩过程产热约束、电阻加热器的运行约束、高温储热罐的流量关系约束、低温储热罐的输入源和输出源与高温储热罐相反约束、高温储热罐和低温储热罐的流量约束、压缩空气储能的连续充电约束。
4.如权利要求1所述的含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，所述电力系统调度模型的目标函数如下：
5.如权利要求1所述的含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，所述电力系统运行约束包括节点有功功率和无功功率平衡约束、线路起点的视在功率约束、节点的负荷组成约束
6.如权利要求1所述的含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，所述热力系统调度模型的目标函数如下：
7.如权利要求1所述的含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，所述热力系统运行约束包括热力系统供水网络和回水网络的温度变化约束、热力系统节点的温度范围约束、热力系统供水网络和回水网络的节点混合温度约束、热力系统热源和热负荷节点的热力平衡约束、热泵的电热耦合关系约束。
8.如权利要求1至7任一项所述的含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，所述采用交替方向乘子法进行热电系统协同调度模型求解的求解过程如下：
9.如权利要求8所述的含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，所述对热电系统协同调度模型解耦迭代求解的迭代过程如下：
10.一种含分布式压缩空气储能的热电系统调度系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，所述分布式压缩空气能源枢纽的框架包括压缩侧、换热器、混合器、储气库、膨胀侧、电阻加热器、高温储热罐以及低温储热罐；
3.如权利要求1所述的含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，所述分布式压缩空气能源枢纽内部约束，包括：压缩机和透平机运行约束、透平机运行约束、储气库运行约束以及储热罐运行约束，其中，所述储热罐运行约束包括压缩过程产热约束、电阻加热器的运行约束、高温储热罐的流量关系约束、低温储热罐的输入源和输出源与高温储热罐相反约束、高温储热罐和低温储热罐的流量约束、压缩空气储能的连续充电约束。
4.如权利要求1所述的含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，所述电力系统调度模型的目标函数如下：
5.如权利要求1所述的含分布式压缩空气储能的热电系统调度方法，其特征在于，所述电力系统运行约束包括节点有功功率和无功功率平衡约束、线路...
【专利技术属性】
技术研发人员：谢毓广，马伟，李金中，陈任峰，张红，刘满君，徐斌，谭伟，高博，计长安，郭力，孙辉，
申请(专利权)人：国网安徽省电力有限公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：
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