AA-CAES系统对多能流系统运行保障研究

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随着环境污染加剧、能源短缺问题凸显,传统能源系统缺少可再生能源消纳能力、能源网络单一的缺点促使社会对能源结构调整、多类能源互补融合的需求日益迫切。多能流系统综合了电、热、气等多种能源,同时具备风电、光伏等清洁能源消纳能力,近年来得到了各个国家的广泛关注。而先进绝热压缩空气储能系统(AA-CAES系统)相比于传统储能装置,具有热、电联储联供能力,这一特点与多能流系统十分契合。AA-CAES系统与多能流系统耦合运行的仿真研究对于保障多能流系统稳定运行、提高运行效益具有重要意义。作为未来能源产业发展的重要方向,多能流系统自身的稳定运行是保证系统正常对外输出能源的基础,系统的运行策略对于提高整体经济性具有重要作用。本文针对某企业的能源岛系统和示范性TICC-500系统,基于高精度动态仿真软件APROS,建立了能源岛以及压缩空气储能系统的仿真模型。选取实际运行数据以及设计参数为边界条件对模型进行模拟运行,将仿真结果与实际数据进行对比,验证模型的准确性与可靠性。在所建立的模型基础上,针对水泵及燃气管网建立故障模型,设置不同时刻的故障时段,基于某日运行数据对故障条件下的能源岛模型进行仿真模拟。然后将压缩空气储能系统与能源岛相耦合,研究AA-CAES系统在能源岛故障恢复方面的作用。模拟结果显示,AA-CAES系统填补了能源岛故障期间的供热缺口,能够保障热力子网与电力子网的稳定运行。为了降低系统运行成本,引入GEPSO算法对不同时段的设备功率进行优化,基于当地分时阶梯电价调整系统燃气消耗量以及外网购电量。结果表明,经过GEPSO算法优化后的运行策略所产生的运行成本较原运行策略的运行成本更低,系统可以产生更高的经济效益。
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