分布式壓縮空氣儲能系統的容量配置方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及電力系統中的可再生能源儲能技術領域，特別涉及一種分布式壓縮空 氣儲能系統的容量配置方法。
【背景技術】
[0002] 在電力系統中，采用火電系統進行火力發電消耗傳統的化石能源，排放大量二氧 化碳，對環境污染危害較大。電力系統采用可再生能源發電很大程度上可以解決上述問題， 但是諸如風光等可再生能源在發電過程中有很大的間歇性和波動性，對其在電力系統的大 規模使用形成了很大障礙。因此，需要為可再生能源在電力系統中配備儲能系統。壓縮空 氣儲能系統具有儲能容量大、環保及可再生等多種特性，使得其在電力系統中的發展前景 光明。
[0003] 壓縮空氣儲能系統中的壓縮空氣儲能裝置有洞穴和儲氣罐兩種儲氣類型，由于洞 穴儲氣類型受到了地理條件限制，應用有很大的局限性。因此，具有以儲氣罐為儲氣類型的 分布式壓縮空氣儲能系統有更多的靈活性和更好的適應性，從而可以被廣泛使用。在電力 系統中分布式壓縮空氣儲能系統的容量配置的研究對分布式壓縮空氣儲能系統的應用有 重大意義，基于何種條件對分布式壓縮空氣儲能系統進行容量配置成為了一個亟待解決的 問題。
[0004] 目前，在對分布式壓縮空氣儲能系統進行容量配置時，基于的是分布式壓縮空氣 儲能與其他儲能方式的對比，得出電力系統在經濟上最優的條件，或者基于分布式壓縮空 氣儲能與新能源配合，得出電力系統在經濟上最高的條件。但是，基于上述兩種條件對分布 式壓縮空氣儲能系統進行容量配置，并沒有考慮其生命周期的經濟性及可靠性，從而使得 對分布式壓縮空氣儲能系統進行容量配置不準確。
【發明內容】
[0005] 有鑒于此，本發明實施例提供一種分布式壓縮空氣儲能系統的容量配置方法，該 方法基于生命周期的經濟性進行分布式壓縮空氣儲能系統的容量配置，提高容量配置的可 靠性和準確性。
[0006] 根據上述目的，本發明是這樣實現的：
[0007] -種分布式壓縮空氣儲能系統的容量配置方法，該方法包括：
[0008] 確定電力系統中的可再生能源的發電功率；
[0009] 根據該可再生能源發電功率計算可再生能源的生命周期的經濟值；
[0010] 計算分布式壓縮空氣儲能系統的生命周期經濟值；
[0011] 計算電力系統的生命周期經濟值；
[0012] 根據計算得到的可再生能源、分布式壓縮空氣儲能系統及電力系統的生命周期的 經濟值，得到目標函數并設置約束條件，使得分布式壓縮空氣儲能系統的容量配置在滿足 設置的約束條件下最優化目標函數。
[0013] 由上述方案可以看出，本發明首先確定電力系統的可再生能源的發電功率；然后， 根據該發電功率計算可再生能源的生命周期的經濟值，計算分布式壓縮空氣儲能系統的生 命周期經濟值，計算電力系統的生命周期經濟值；再次，根據計算得到的可再生能源、分布 式壓縮空氣儲能系統及電力系統的生命周期的經濟值，得到目標函數并設置約束條件，使 得分布式壓縮空氣儲能系統的容量配置在滿足設置的約束條件下最優化目標函數。因此， 本發明基于生命周期的經濟性進行分布式壓縮空氣儲能系統的容量配置，提高容量配置的 可靠性和準確性。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本發明實施例提供的一種分布式壓縮空氣儲能系統的容量配置方法流程 圖。
【具體實施方式】
[0015] 為使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下參照附圖并舉實施例，對 本發明作進一步詳細說明。
[0016] 本發明為了基于生命周期的經濟性進行分布式壓縮空氣儲能系統的容量配置，提 高容量配置的可靠性和準確性，首先確定電力系統的可再生能源的發電功率；然后，根據該 發電功率計算可再生能源的生命周期的經濟值，計算分布式壓縮空氣儲能系統的生命周期 經濟值，計算電力系統的生命周期經濟值；再次，根據計算得到的可再生能源、分布式壓縮 空氣儲能系統及電力系統的生命周期的經濟值，得到目標函數并設置約束條件，使得分布 式壓縮空氣儲能系統的容量配置在滿足設置的約束條件下最優化目標函數。
[0017] 圖1為本發明實施例提供的一種分布式壓縮空氣儲能系統的容量配置方法流程 圖，其具體步驟為：
[0018] 步驟101、確定電力系統中的可再生能源的發電功率；
[0019] 在本步驟中，所述可再生能源可以為風電場的風電，也可以為光伏電場的光電。
[0020] 步驟102、根據該可再生能源發電功率計算可再生能源的生命周期的經濟值；
[0021] 步驟103、計算分布式壓縮空氣儲能系統的生命周期經濟值；
[0022] 步驟104、計算電力系統的生命周期經濟值；
[0023] 步驟105,根據計算得到的可再生能源、分布式壓縮空氣儲能系統及電力系統的生 命周期的經濟值，得到目標函數并設置約束條件，使得分布式壓縮空氣儲能系統的容量配 置在滿足設置的約束條件下最優化目標函數。
[0024] 以下采用可再生能源為風電場的風電，對圖1所述的過程進行詳細說明。
[0025] 1)確定電力系統中的風電場的發電功率
[0026] 根據風電場風機裝機容量Pw和年風速數據V⑴，計算風電場年發電功率pw⑴ ：
[0027] 其中，Vi為切入風速，\為額定風速，V。為切出風速，t = 1，2，···，8760小時。
[0028] 2)計算風電場的生命周期的經濟值
[0029] 包括：計算風電場中風機的年投資成本
其中，Uw Of/kW) 單位容量風機的成本，Lw為風機壽命，r為折現率；
[0030] 計算風電場的年運行維護成本：CM = PwMw ;其中，Mw Hf/ (kw.年)）為單位容量 運行維護成本；
[0031] 計算風電場中風機年報廢收入： 其中，Dw Of/kW)為單位容量 風機的報廢收益。
[0032] 3)計算分布式壓縮空氣儲能系統的生命周期經濟值
[0033] 包括：計算其中的壓縮機成本：
[0034] 其中，Pcqm為壓縮機的額 J 定功率，Lot為壓縮機壽命，kOT為比例系數，PeAES為壓縮空氣儲能系統容量，U otS單位容 量壓縮空氣儲能的成本；
[0035] 計算其中的儲氣罐成本：
其中，UST()為單位容量儲氣 罐成本，kST()為比例系數，Lsto為儲氣罐的壽命；
[0036] 計算其中的空氣透平膨脹機的成本：
其中，Ptuk為透平的功率，Ltuk為透平膨
脹機的壽命，Utuk為單位容量透平膨脹機的成本，IIked為減速器的效率，IUen為發電機的效 率；
[0037] 計算其中的減速器的成本： 其中，Uked為單位容量減 速器的成本，Lked為減速器的壽命；
[0038] 計算其中的發電機的成本
其中，UeEN為單位容量發 電機的成本，Leffl為發電機的成本；
[0039] 計 算其中 的回熱 系統的 成本：
其中，Uhea為單位容量回熱系統的成 本，
[0040] 計算其中的壓縮空氣儲能系統的運行維護成本：Ckaes = MeAESPeAES ;其中，MeAES為單 位容量壓縮空氣儲能的運行維護成本；
[0041] 計算其中的壓縮空氣儲能年報廢收入 其中，Dcaes 為單位容量壓縮空氣儲能的保費收入，LaES為壓縮空氣儲能系統的壽命。
[0042] 4)計算電力系統的生命周期經濟值
[0043] 包括：計算電力系統的售電收益： _其中，P(t)為電價， 5 Pcsel⑴為售電功率；
[0044] 計算