绝热压缩空气储能多能联供调度方法和装置

本发明涉及储能，尤其涉及一种绝热压缩空气储能多能联供调度方法和装置。

背景技术：

1、在构建新型电力系统的过程中，波动性较强的风电、光伏大规模并网对电力系统稳定性构成了严峻挑战，因此，发展储能技术成为了支撑“双碳”目标实现的关键路径之一。尤其是绝热压缩空气储能（adiabatic compressed air energy storage，a-caes）作为一种具有广泛应用前景的大规模物理储能方式而备受关注。a-caes系统的核心优势在于在充电阶段回收并存储压缩热，并在放电阶段利用所储存的热能对压缩空气加热，进而驱动透平发电，摆脱传统压缩空气储能对化石燃料的依赖，实现系统内部能量的高效循环利用与全过程的零碳排。此外，a-caes系统不仅可实现电能的时空平移，还可通过拓展储热系统的接口，同时向用户提供电、热等多种能源形式，构建高效的多能联供体系，显著提升综合能源利用效率。

2、目前，在a-caes系统提供多能联供服务时，其内部状态随多个物理过程的进行而频繁变化，运行特性多元化，且为灵活调整a-caes系统在多能联供时对电网、热网的支撑力度，将其运行方式细分为电热协调与电能为主两种，不同运行模式下的运行边界存在差异性。然而，现有的a-caes系统对多元化运行特性和不同模式下的差异化运行边界刻画较为片面且准确性较低，导致多能联供调度的准确性较低。

技术实现思路

1、本发明提供一种绝热压缩空气储能多能联供调度方法和装置，用以解决现有技术中对多元化运行特性和不同模式下的差异化运行边界刻画较为片面且准确性较低，导致多能联供调度的准确性较低的问题。

2、本发明提供一种绝热压缩空气储能多能联供调度方法，包括以下步骤。

3、构建充放电工况、电补热工况和对外供热工况各自对应的运行特性；所述运行特性用于表征绝热压缩空气储能a-caes系统对应的目标荷电状态在不同工况下的变化情况；所述目标荷电状态用于表征a-caes系统中的空气存储情况和导热油存储情况，且所述目标荷电状态是基于储气库空气质量和高温储热罐导热油质量确定的；

4、构建a-caes系统多能联供时的运行边界；所述运行边界用于表征a-caes系统在不同运行模式下的差异化运行约束；

5、基于所有运行特性和所述运行边界，确定a-caes系统多能联供调度优化策略。

6、根据本发明提供的绝热压缩空气储能多能联供调度方法，所述目标荷电状态包括第一荷电状态和第二荷电状态；

7、所述目标荷电状态是基于以下步骤确定的：

8、基于当前时刻的储气库空气质量、储气库最少空气质量和储气库空气质量差值，确定a-caes系统在当前时刻的第一荷电状态；所述第一荷电状态用于表征a-caes系统对应的储气库空气存储情况；

9、基于当前时刻的高温储热罐导热油质量、高温储热罐最少导热油质量和高温储热罐导热油质量差值，确定a-caes系统在当前时刻的第二荷电状态；所述第二荷电状态用于表征a-caes系统对应的高温储热罐导热油存储情况。

10、根据本发明提供的绝热压缩空气储能多能联供调度方法，所述方法还包括：

11、基于前一时刻的储气库空气质量、充电空气质量变化量、放电空气质量变化量，确定当前时刻的储气库空气质量；

12、基于前一时刻的高温储热罐导热油质量、充电导热油质量变化量、放电导热油质量变化量、电补热导热油质量变化量、对外供热导热油质量变化量，确定当前时刻的高温储热罐导热油质量。

13、根据本发明提供的绝热压缩空气储能多能联供调度方法，所述充放电工况对应的运行特性包括：充电运行子特性和放电运行子特性，其中：

14、所述充电运行子特性用于表征充电工况下充电空气质量变化量与充电功率之间的关联关系，以及充电导热油质量变化量与所述充电功率之间的关联关系；

15、所述放电运行子特性用于表征放电工况下放电空气质量变化量与放电功率之间的关联关系，以及放电导热油质量变化量与放电功率之间的关联关系。

16、根据本发明提供的绝热压缩空气储能多能联供调度方法，所述电补热工况对应的运行特性用于表征电补热工况下电补热导热油质量变化量与电补热系统功率之间的关联关系。

17、根据本发明提供的绝热压缩空气储能多能联供调度方法，所述对外供热工况对应的运行特性用于表征对外供热工况下对外供热导热油质量变化量与对外供热水质量流率之间的关联关系，且所述对外供热工况对应的运行特性是基于对外供热导热油质量变化量、对外供热水质量流率、导热油温度、水温、导热油与水的定压比热容、油水换热器的换热效能和单位调度时间确定的。

18、根据本发明提供的绝热压缩空气储能多能联供调度方法，所述运行边界包括充放电约束、电补热约束、对外供热约束、最短运行时间约束、荷电状态约束和运行状态约束，其中：

19、所述充放电约束用于表征a-caes系统多能联供时的充放电功率范围；

20、所述电补热约束用于表征a-caes系统多能联供时的电补热功率范围；

21、所述对外供热约束用于表征a-caes系统多能联供时的水质量流率范围；

22、所述最短运行时间约束用于表征a-caes系统在不同运行模式的最短运行时间范围；

23、所述荷电状态约束用于表征a-caes系统在不同运行模式的荷电状态范围；

24、所述运行状态约束用于表征a-caes系统多能联供时的运行互斥约束。

25、根据本发明提供的绝热压缩空气储能多能联供调度方法，所述荷电状态约束包括第一荷电状态约束和第二荷电状态约束，其中：

26、所述第一荷电状态约束用于约束a-caes系统在不同运行模式下第一荷电状态对应的固定范围；

27、所述第二荷电状态约束用于约束a-caes系统在电热协同运行模式下第二荷电状态对应的固定范围，以及在电能为主运行模式下基于所述第一荷电状态确定的动态范围。

28、根据本发明提供的绝热压缩空气储能多能联供调度方法，所述运行状态约束包括充放电状态互斥约束、补热供热工况互斥约束和运行模式互斥约束，其中，所述充放电状态互斥约束用于约束a-caes系统无法同时工作在充电状态和放电状态；所述补热供热工况互斥约束用于约束a-caes系统无法同时工作在电补热工况和对外供热工况；所述运行模式互斥约束用于约束a-caes系统无法同时工作在电热协同运行模式和电能为主运行模式。

29、根据本发明提供的绝热压缩空气储能多能联供调度方法，所述充放电约束包括充电子约束和放电子约束，所述充电子约束用于约束a-caes系统的充电功率范围，所述放电子约束用于约束a-caes系统的放电功率范围。

30、根据本发明提供的绝热压缩空气储能多能联供调度方法，所述基于所有运行特性和所述运行边界，确定a-caes系统多能联供调度优化策略，包括：

31、将所有运行特性和所述运行边界输入求解器，得到所述求解器输出的a-caes系统多能联供调度优化策略。

32、本发明还提供一种绝热压缩空气储能多能联供调度装置，包括以下模块。

33、第一构建模块，用于构建充放电工况、电补热工况和对外供热工况各自对应的运行特性；所述运行特性用于表征绝热压缩空气储能a-caes系统对应的目标荷电状态在不同工况下的变化情况；所述目标荷电状态用于表征a-caes系统中的空气存储情况和导热油存储情况，且所述目标荷电状态是基于储气库空气质量和高温储热罐导热油质量确定的；

34、第二构建模块，用于构建a-caes系统多能联供时的运行边界；所述运行边界用于表征a-caes系统在不同运行模式下的差异化运行约束；

35、第一确定模块，用于基于所有运行特性和所述运行边界，确定a-caes系统多能联供调度优化策略。

36、本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述任一种所述绝热压缩空气储能多能联供调度方法。

37、本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述绝热压缩空气储能多能联供调度方法。

38、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述绝热压缩空气储能多能联供调度方法。

39、本发明提供的绝热压缩空气储能多能联供调度方法和装置，通过根据储气库空气质量和高温储热罐导热油质量确定a-caes系统对应的目标荷电状态，通过目标荷电状态表征a-caes系统中的空气存储情况和导热油存储情况，分别构建充放电工况、电补热工况和对外供热工况各自对应的运行特性，并构建a-caes系统多能联供时的运行边界，再根据所有运行特性和运行边界，确定a-caes系统多能联供调度优化策略。本发明中，通过构建不同工况的运行特性，全面刻画a-caes系统对应的目标荷电状态分别在充放电工况、电补热工况和对外供热工况下的变化情况，并通过构建运行边界，全面刻画a-caes系统在不同运行模式下的差异化运行约束，解决因多工况频繁变化导致的运行特性以及不同模式下的差异化运行边界刻画片面而准确性较低的问题，进而根据全面刻画的运行特性和运行边界确定调度优化策略，提高多能联供调度的准确性。