一种用于压缩空气储能的精确双线性洞穴模型

压缩空气储能适用于大规模电能存储，对将可再生能源接入电力系统十分重要。典型的压缩空气储能电站由压缩机、膨胀机、洞穴和电动机/发电机机组组成。当前用于压缩空气储能的洞穴模型要么精确但高度非线性，要么线性但不精确。高度非线性洞穴模型在电力系统优化问题中的应用使其求解在计算上极具挑战。对此，本文提出了一种用于压缩空气储能的精确双线性洞穴模型。洞穴中的充放电过程被划分为若干真实/虚拟状态。随后利用热力学第一定律和理想气体定律推导洞穴模型，即这些过程中温度和压力变化的模型。此后，考虑洞穴内空气与洞穴壁之间的传热并将其整合进洞穴模型。通过随后消去若干可忽略项，该洞穴模型化简为双线性模型。通过与精确非线性模型及两组现场实测数据对比，验证了双线性洞穴模型的准确性。该双线性洞穴模型易于线性化，因此适合集成到考虑压缩空气储能的优化问题中。通过使用不同洞穴模型比较求解压缩空气储能的自调度问题，验证了这一点。