集中-分布式混合压缩空气储能电站优化规划策略

尹斌鑫; 苗世洪; 李姚旺; 张松岩; 赵海彭

doi:10.7500/AEPS20220330006

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集中-分布式混合压缩空气储能电站优化规划策略

学术研究 | 更新时间：2025-06-16

- 集中-分布式混合压缩空气储能电站优化规划策略
- Modeling and Planning Strategy for Centralized-Distributed Hybrid Compressed Air Energy Storage Station
- 电力系统自动化 2023年47卷第5期页码：53-64
- 作者机构：
  
  1.华中科技大学电气与电子工程学院,湖北省武汉市 430074
  2.强电磁工程与新技术国家重点实验室(华中科技大学),湖北省武汉市 430074
  3.清华大学电机工程与应用电子技术系,北京市 100084
  4.清华四川能源互联网研究院,四川省成都市 610213
- 作者简介：
  
  尹斌鑫(1995—)，男，博士，主要研究方向：压缩空气储能系统、电力系统及综合能源系统的优化规划与调度。E-mail：yinbinxin@126.com
  苗世洪(1963—)，男，通信作者，博士，教授，博士生导师，主要研究方向：电力系统保护控制及计算、储能系统及应用、配电网及微电网新技术。E-mail：shmiao@hust.edu.cn
  李姚旺(1993—)，男，博士后，助理研究员，主要研究方向：压缩空气储能、云储能、低碳电力技术。E-mail：yaowang_li@126.com
- 基金信息：
  
  国家电网有限公司总部管理科技项目(5419-202199551A-0-5-ZN)
- DOI：10.7500/AEPS20220330006
  中图分类号：
- 收稿：2022-03-30，
  
  修回：2022-09-26，
  
  网络出版：2022-11-18，
  
  纸质出版：2023-03-10
- 稿件说明：
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尹斌鑫,苗世洪,李姚旺等.集中-分布式混合压缩空气储能电站优化规划策略[J].电力系统自动化,2023,47(5):53-64.

YIN Binxin,MIAO Shihong,LI Yaowang,et al.Modeling and Planning Strategy for Centralized-Distributed Hybrid Compressed Air Energy Storage Station[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(5):53-64.
尹斌鑫,苗世洪,李姚旺等.集中-分布式混合压缩空气储能电站优化规划策略[J].电力系统自动化,2023,47(5):53-64. DOI： 10.7500/AEPS20220330006.

YIN Binxin,MIAO Shihong,LI Yaowang,et al.Modeling and Planning Strategy for Centralized-Distributed Hybrid Compressed Air Energy Storage Station[J].Automation of Electric Power Systems,2023,47(5):53-64. DOI： 10.7500/AEPS20220330006.

摘要

针对城镇配电网供电能力不足的问题，设计了一种集中-分布式混合压缩空气储能(CAES）电站的基本架构。该架构依托集中式先进绝热压缩空气储能(AA-CAES)电站建立分布式液态空气储能电站，可更有效地利用AA-CAES电站大规模储气室的优势，延展AA-CAES电站的功能。然后，建立了集中-分布式混合CAES电站的运行模型。该模型能准确描述混合CAES电站空气压缩、液化、贮存、运输、汽化、膨胀发电等过程中的能量流通、转化、存储和释放机理。基于混合CAES电站的运行模型，结合全寿命周期成本理论，建立了混合CAES电站的优化规划与运行模型。上述模型还包含扩建输电线路、增建燃气轮机、安装电池储能等备选方案的相关约束，以便对比安装混合CAES电站和其他方案的经济效益。最后，通过算例仿真验证了优化规划与运行模型的有效性。

Abstract

Aiming at the problem of insufficient power supply capacity of urban distribution networks

this paper designs a basic architecture of centralized-distributed hybrid compressed air energy storage (CAES) station. This architecture relies on the centralized advanced adiabatic compressed air energy storage (AA-CAES) station to establish distributed liquid air energy storage stations

which can use the advantages of a large-scale storage chamber of the AA-CAES station more effectively and extend the functionality of the AA-CAES station. Then

the operation model of the centralized-distributed hybrid CAES station is established. The model can accurately describe the energy circulation

conversion

storage and release mechanism in the process of air compression

liquefaction

storage

transportation

gasification

expansion and power generation in a hybrid CAES station. Based on the operation model of the hybrid CAES stations

combined with the theory of life cycle cost

this paper establishes the optimal planning and operation model of the hybrid CAES stations. The model also contains the constraints on the options such as the expansion of transmission lines

additional gas turbines and the installation of battery energy storage

so as to compare the economic benefits of installing hybrid CAES stations and other options. Finally

the effectiveness of the optimal planning and operation model is verified by numerical case simulation.

关键词

Keywords

references

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