液氣壓縮空氣儲(chǔ)能在光伏發(fā)電中的經(jīng)濟(jì)性分析

楊 安，孫春順，楊江濤，鄧 明，鄧宇恩

(1.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 智能電網(wǎng)運(yùn)行與控制湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 4 10004;2.國(guó)網(wǎng)四川省電力公司 瀘州供電公司，四川 瀘州 6 46000)

液氣壓縮空氣儲(chǔ)能在光伏發(fā)電中的經(jīng)濟(jì)性分析

楊 安1，孫春順1，楊江濤1，鄧 明2，鄧宇恩1

(1.長(zhǎng)沙理工大學(xué) 智能電網(wǎng)運(yùn)行與控制湖南省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，湖南 長(zhǎng)沙 4 10004;2.國(guó)網(wǎng)四川省電力公司 瀘州供電公司，四川 瀘州 6 46000)

將液氣壓縮空氣儲(chǔ)能用在“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，提出了一種能量管理策略，優(yōu)化儲(chǔ)能的充放電和電網(wǎng)的交換功率，建立以日收益最大為目標(biāo)函數(shù)的模型，求解儲(chǔ)能的最優(yōu)容量。最后通過(guò)算例分析經(jīng)濟(jì)效益，和鉛酸蓄電池進(jìn)行比較，表明液氣CAES更具經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)，隨著技術(shù)的改進(jìn)和性能的完善，經(jīng)濟(jì)性將更加明顯，是一種具有投資前景的儲(chǔ)能方式。

液氣壓縮;光伏發(fā)電;能量管理;經(jīng)濟(jì)性分析

0 引言

隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的提高，人們對(duì)于電能的需求和電能質(zhì)量的要求愈來(lái)愈高。引入儲(chǔ)能裝置是解決諸多電能問(wèn)題的重要手段，并且能帶來(lái)一定的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)有的儲(chǔ)能技術(shù)有壓縮空氣儲(chǔ)能 (Compressed Air Energy Storage，CAES)、抽水蓄能、超級(jí)電容儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、電池儲(chǔ)能［1］等。抽水蓄能受地理?xiàng)l件限制［2］，建造周期長(zhǎng)，超級(jí)電容能量密度小，初期投資大。飛輪儲(chǔ)能能量密度低，費(fèi)用昂貴，電池儲(chǔ)能的壽命短，更新?lián)Q代成本高，且存在二次污染［3］。壓縮空氣儲(chǔ)能具有環(huán)境友好性和高可靠性，存儲(chǔ)能量時(shí)間長(zhǎng)，維護(hù)費(fèi)用低，但受地理位置和存儲(chǔ)壓力的限制。微型CAES利用縮小存儲(chǔ)體積，提高氣體壓力和轉(zhuǎn)換效率，發(fā)展空間更大。其中液氣CAES通過(guò)注入液體來(lái)壓縮空間氣體，與傳統(tǒng)的CAES相比，取消了燃燒室實(shí)現(xiàn)零污染，采用壓力容器取消對(duì)地下溶洞依賴，減小摩擦損耗和氣體泄露，提高了工作效率，而且無(wú)自放電，使用壽命長(zhǎng)，維護(hù)方便［4］?；谝簹釩AES的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，吸引了越來(lái)越多的研究者。文獻(xiàn) ［5］建立了液氣CAES的宏觀能量流模型，可直觀控制機(jī)械能、電能、勢(shì)能之間的轉(zhuǎn)換與分配。文獻(xiàn) ［6］提出液氣循環(huán)壓縮空氣儲(chǔ)能，通過(guò)優(yōu)化控制，達(dá)到了更高的轉(zhuǎn)換效率。文獻(xiàn) ［7］建立了含有液氣CAES的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，并且研究了工作條件和壓縮效率。把液氣CAES與超級(jí)電容組成混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的研究比較多，文獻(xiàn) ［8～9］提出了能量管理策略，優(yōu)化了超級(jí)電容的容量，并通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證;文獻(xiàn) ［10］提出最大效率跟蹤控制方法，并用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。這些文獻(xiàn)都側(cè)重研究液氣CAES本身的控制和能量管理，提高它的效率，而沒(méi)有側(cè)重研究液氣CAES的經(jīng)濟(jì)性和可行性，而經(jīng)濟(jì)性是制約儲(chǔ)能發(fā)展和推廣的關(guān)鍵前提。本文從經(jīng)濟(jì)性角度出發(fā)，把液氣CAES應(yīng)用在“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式的用戶光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，在峰谷分時(shí)電價(jià)下，用戶可選擇上網(wǎng)售電或使用市電。本文先介紹了液氣CAES的結(jié)構(gòu)和用戶光伏發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，提出一種高效的能量管理策略，優(yōu)化儲(chǔ)能充放電和電網(wǎng)交換功率，使用戶獲取更大的經(jīng)濟(jì)效益。最后，通過(guò)算例分析了液氣CAES的經(jīng)濟(jì)效益，并通過(guò)和鉛酸蓄電池的對(duì)比，得出了液氣CAES更具經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。

1 液氣CAES裝置和用戶并網(wǎng)光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)分析

1.1 液氣CAES裝置

液氣CAES采用活塞原理，將液氣混合介質(zhì)壓縮存儲(chǔ)在壓力容器中，能量釋放時(shí)利用高壓氣體驅(qū)動(dòng)液泵帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電。液氣壓縮裝置有封閉式和開(kāi)放式液氣壓縮［11］兩種 (圖1和圖2所示)。封閉式裝置壓縮氣腔封閉，在壓縮和膨脹過(guò)程中氣體質(zhì)量始終沒(méi)變化，存儲(chǔ)能量有限，能量密度低。而開(kāi)式裝置成本更低，能量密度高，壓縮能量可全利用，總體效率為70%。本文采用性能和經(jīng)濟(jì)性更好的開(kāi)式裝置。

圖1 封閉式液氣CAES裝置

圖2 開(kāi)放式液氣CAES裝置

液氣 CAES的荷電狀態(tài) (station of charge，Soc)表示實(shí)時(shí)電量情況，計(jì)算公式如下:

式中:pi表示初始?jí)毫?pf表示儲(chǔ)能裝置的最大壓力，通過(guò)壓力表的測(cè)量，很方便得知荷電狀態(tài)。

裝置存儲(chǔ)的能量為

液氣CAES沒(méi)有自放電，電量遞推關(guān)系如下:

1.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)

把液氣CAES裝置運(yùn)用在“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”模式的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)［12］中，在這種模式下，光伏發(fā)電量?jī)?yōu)先自用，多余電量按當(dāng)?shù)厝济好摿驒C(jī)組標(biāo)桿電價(jià)賣(mài)給電網(wǎng)企業(yè)，且按全電量獲得國(guó)家補(bǔ)貼。通過(guò)儲(chǔ)能靈活充放電，能減少用戶負(fù)荷對(duì)市電的需求，滿足用戶的用電需求，電量多余時(shí)上網(wǎng)售電，給用戶帶來(lái)經(jīng)濟(jì)效益。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖如圖3所示。

圖3 帶儲(chǔ)能的用戶并網(wǎng)光伏系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

按2013年國(guó)家提出的對(duì)分布式光伏發(fā)電實(shí)施全電量補(bǔ)貼［13～14］政策，電價(jià)補(bǔ)貼0.42元/kW·h，多余電量電網(wǎng)公司按當(dāng)?shù)孛摿驑?biāo)桿電價(jià)收購(gòu)。因?yàn)樨?fù)荷的高峰低谷與電價(jià)的高峰低谷不完全相同，為使用戶獲取更大經(jīng)濟(jì)價(jià)值，提出一種有效能量管理策略，在分時(shí)電價(jià)下，在保證用戶正常用電的基礎(chǔ)上，在高峰電價(jià)階段不向電網(wǎng)買(mǎi)電，優(yōu)化儲(chǔ)能的充放電和電網(wǎng)交換功率。

2 系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性模型

基于24 h的光伏發(fā)電特性和典型負(fù)荷用電特性，即:

用戶光伏并網(wǎng)系統(tǒng)所安裝區(qū)域光伏發(fā)電出力與負(fù)荷曲線如圖4所示。曲線對(duì)時(shí)間的積分為電量，主要分為以下3部分:第①部分為Ppv-Pload＞0，多余的電量可以上網(wǎng)或者存儲(chǔ)在儲(chǔ)能裝置中;第②部分為Ppv-Pload＜0，用戶負(fù)荷缺少的電量可由儲(chǔ)能裝置提供或者從電網(wǎng)購(gòu)買(mǎi);第③部分用戶的用電量由光伏發(fā)電提供。結(jié)合分時(shí)電價(jià)情況，能量管理流程圖如圖5所示，來(lái)優(yōu)化儲(chǔ)能的充放電和電網(wǎng)交換功率。

圖4 PV輸出與用戶負(fù)荷曲線之間的關(guān)系

圖5 能量管理流程圖

在圖5 中，g(X，Y)=CYPηη－CXP，CX取值可能為CM或者CL，CY取值可能為CH，CM或者CL。

CYPηη表示在X時(shí)刻從電網(wǎng)購(gòu)電為儲(chǔ)能充電，在Y時(shí)刻釋放電能使用戶節(jié)約的電費(fèi)。CXP表示在X時(shí)刻電網(wǎng)為儲(chǔ)能充電時(shí)應(yīng)支付的電費(fèi)。若g(X，Y)＞0表示在X時(shí)刻從電網(wǎng)購(gòu)電給儲(chǔ)能充電是有經(jīng)濟(jì)效益的，反之則是沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益的。

2.1 發(fā)電補(bǔ)貼收入

由政策決定，光伏所發(fā)電量均享受補(bǔ)貼電價(jià)，設(shè)光伏在S時(shí)段內(nèi)發(fā)電，所得收入為:

2.2 用戶的電費(fèi)收益

用戶收入為光伏發(fā)電自用抵消電費(fèi)，向電網(wǎng)售電和儲(chǔ)能放電節(jié)省電費(fèi)，電費(fèi)支出為從電網(wǎng)購(gòu)電，用戶總的電費(fèi)收益為兩者之差。

在圖4的第③部分光伏發(fā)電量全部自用，用戶節(jié)省的電費(fèi)為:

裝有儲(chǔ)能裝置，可以靈活充放電，根據(jù)圖5的能量管理流程圖，可分為S1.1，S1.2，S1.3，S2.1，S2.2，S2.3，S2.4這7個(gè)工作狀態(tài)，在每種工作狀態(tài)下的儲(chǔ)能充放電功率和向電網(wǎng)購(gòu)電售電功率以及用戶收益情況如下。

在圖4的①區(qū)域中Pleft(t) ＞0，多余的電量為∑Pleft(t)t，多余的電量?jī)?yōu)先給儲(chǔ)能充電，充滿后再上網(wǎng)賣(mài)電，工作狀態(tài)可分為 S1.1，S1.2，S1.3。

S1.1:系統(tǒng)將光伏發(fā)電給負(fù)載供電所剩余的電量給儲(chǔ)能充電，充電產(chǎn)生的效益在放電階段體現(xiàn)。

S1.2:系統(tǒng)將光伏發(fā)電給負(fù)載供電所剩余的電量給儲(chǔ)能充電的同時(shí)上網(wǎng)售電，儲(chǔ)能充電功率為Pyq．max，上網(wǎng)售電產(chǎn)生的效益為:

S1.3:系統(tǒng)將光伏發(fā)電給負(fù)載供電所剩余的電全部上網(wǎng)售電，用戶獲得的收益為:

在②區(qū)域中Pleft(t)＜0，缺少的電量為∑Pleft(t)t，將該區(qū)域工作狀態(tài)分為S2.1，S2.2，S2.3，S2.4。

S2.1:該時(shí)段內(nèi)電價(jià)為CH，缺少的用戶電量全部由儲(chǔ)能裝置放電提供，不向電網(wǎng)購(gòu)電，用戶所得到的經(jīng)濟(jì)效益等于節(jié)約的電費(fèi)為:

S2.2:上網(wǎng)購(gòu)電供用戶缺少的電量使用和給儲(chǔ)能裝置充電，用戶需要支付的電費(fèi)為:

用戶所得到的經(jīng)濟(jì)效益為:

S2.3:光伏發(fā)電供用戶使用缺少的電量由儲(chǔ)能裝置放電提供，該時(shí)刻的電網(wǎng)供電電價(jià)為Cx，所產(chǎn)生的效益為所節(jié)約的電費(fèi):

S2.4:光伏發(fā)電供用戶使用缺少的電量從上網(wǎng)購(gòu)電補(bǔ)充，用戶需要支付的電費(fèi)為:

用戶所得到的經(jīng)濟(jì)效益為:

2.3 運(yùn)行和維護(hù)成本

光伏的運(yùn)行成本是Cpv，元/kW/天，儲(chǔ)能裝置的運(yùn)行維護(hù)成本是Cyq，元/kW/天，所以日運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用G為:

2.4 目標(biāo)函數(shù)

對(duì)于用戶來(lái)說(shuō)，優(yōu)化目標(biāo)應(yīng)是賺取的收益最大，因此建立以日收益最大的目標(biāo)函數(shù):

2.5 約束條件

電功率平衡約束

式中:Pnet(t)是t時(shí)刻用戶與電網(wǎng)交換功率;Pnet(t)＞0表示用戶向電網(wǎng)購(gòu)電，反之表示向電網(wǎng)售電。Pyq是儲(chǔ)能的充放電功率。式 (18)和(19)分別表示儲(chǔ)能裝置在放電和充電狀態(tài)下的電功率平衡。

式中:Pyq．max為儲(chǔ)能最大放電功率;Wyq．max為最大儲(chǔ)能容量。式 (20)表示充放電功率約束;式(21)表示儲(chǔ)能容量約束。式 (22)為儲(chǔ)能電量的約束。

儲(chǔ)能裝置的容量由 (23)式確定:

式中:t為儲(chǔ)能裝置持續(xù)供電時(shí)間。

3 算例分析

3.1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

本文采用的算例為我國(guó)山東某地區(qū)，山東為光伏資源III類(lèi)地區(qū)，適合安裝光伏發(fā)電系統(tǒng)，用戶為能夠支付得起投資費(fèi)用的用戶。圖6為某一典型10 kW光伏系統(tǒng)的發(fā)電輸出功率和用戶負(fù)荷使用功率［15］，圖7為該地區(qū)所在配電網(wǎng)的分時(shí)電價(jià)情況。算例所需要的數(shù)據(jù)為 CH=1.31元/kW·h;CN=0.82元/kW·h;CL=0.33元/kW·h;Cb=0.42元/kW·h;Ct=0.447元/kW·h;Cpv=0.13元/kW/天;Cyq=0.36元/kW/天;η=70%。液氣CAES裝置的初始Soc=0.5，變化范圍為0.1～0.9，假設(shè)使用年限為30年。

圖6 典型日光伏發(fā)電和負(fù)荷用電情況

圖7 分時(shí)電價(jià)示意圖

3.2 仿真結(jié)果與分析

本文利用Matlab編寫(xiě)分析程序，計(jì)算每一個(gè)時(shí)段儲(chǔ)能的充放電功率和從電網(wǎng)購(gòu)電及售電功率，如圖8所示。

圖8 儲(chǔ)能充放電功率和電網(wǎng)交換功率

求解模型，可得出儲(chǔ)能的最佳容量為4.3 kW，38.2 kW·h，光伏發(fā)電補(bǔ)貼為22.76元，光伏發(fā)電自用節(jié)省電費(fèi)為30.9元，儲(chǔ)能放電節(jié)省電費(fèi)為18.1元，上網(wǎng)售電收入為1.06元，購(gòu)電支出為4.03元，光伏和儲(chǔ)能維護(hù)費(fèi)用為2.85元，即每天可最大盈利65.94元，一年可盈利24 068元。

單位容量的液氣CAES和鉛酸蓄電池的成本費(fèi)用［16］比較如表1所示。

表1 單位容量?jī)?chǔ)能成本費(fèi)用

根據(jù)表1，可得出:

(1)配置4.3 kW，38.2 kW·h的壓縮空氣儲(chǔ)能和鉛酸蓄電池，液氣壓縮空氣的初始投資費(fèi)用為96 080元，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用為19 214元，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用為637元/年，使用壽命為30年，鉛酸蓄電池的初始投資費(fèi)用為76 858元，運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用為2 345元/年，使用壽命為10年。目前分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)單位造價(jià)約為9元/W［17］，算例中光伏發(fā)電系統(tǒng)總造價(jià)為90 000元。采用靜態(tài)分析法計(jì)算可得出在光伏發(fā)電系統(tǒng)中用液氣CAES的投資回收期為8.09年，投資利潤(rùn)率為12.89%;運(yùn)用鉛酸蓄電池的投資回收期為7.95年，投資利潤(rùn)率為11.36%。

(2)由于鉛酸蓄電池存在自放電，為保證蓄電池的使用壽命，蓄電池不能過(guò)分充放電，這樣，在其他條件不變的情況下，需要配置更大容量規(guī)模的蓄電池儲(chǔ)能才能匹配算例中的光伏發(fā)電系統(tǒng)來(lái)滿足用戶的需要，這樣經(jīng)濟(jì)性遠(yuǎn)不如液氣CAES。

(3)液氣CAES使用空氣壓縮，零污染，不會(huì)釋放溫室氣體，而鉛酸蓄電池屬于化學(xué)儲(chǔ)能，存在二次污染，廢棄物的治理需要額外的環(huán)境治理費(fèi)用。

(4)鉛酸蓄電池使用壽命只10年，更新置換成本比液氣CAES高，但是制造液氣CAES裝置用的金屬原料具有回收價(jià)值，還會(huì)帶來(lái)一定的收益。

通過(guò)比較，液氣CAES運(yùn)用在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的經(jīng)濟(jì)性要比鉛酸蓄電池好，具有投資價(jià)值。另外把該系統(tǒng)運(yùn)用在日照資源更充足的地區(qū)或峰谷電價(jià)差更大的地區(qū)，加大補(bǔ)貼力度，獲取的經(jīng)濟(jì)效益會(huì)更大。

4 結(jié)論

液氣CAES采用空氣作為儲(chǔ)能介質(zhì)，零污染，是一種頗具前景的儲(chǔ)能方式。本文分析了用在“自發(fā)自用，余電上網(wǎng)”的光伏發(fā)電中的液氣CAES的結(jié)構(gòu)及運(yùn)行特點(diǎn)，提出了一種合理的能量管理策略，建立日收益最大的目標(biāo)函數(shù)，并通過(guò)具體實(shí)例的分析，通過(guò)和鉛酸蓄電池的比較，論證了液氣CAES更有經(jīng)濟(jì)性優(yōu)勢(shì)。目前，液氣CAES雖然在我國(guó)還沒(méi)有進(jìn)入市場(chǎng)使用，但具有十分可觀的研究?jī)r(jià)值，而且隨著技術(shù)的改進(jìn)和性能的完善，它的經(jīng)濟(jì)性將更加明顯，投入市場(chǎng)也將指日可待。

［1］王承民，孫偉卿，衣濤，等．智能電網(wǎng)中儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用規(guī)劃及其效益估計(jì)方法綜述［J］．中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2013，33(7):33－41．

［2］陳來(lái)軍，梅生偉，王俊杰，等．面向智能電網(wǎng)的大規(guī)模壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù) ［J］．電工電能新技術(shù)，2014，33(6):1－6．

［3］劉建濤，張建成．一種超級(jí)電容器—蓄電池混合儲(chǔ)能系統(tǒng)控制方法 ［J］．電力科學(xué)與工程，2011，27(1):1－5．

［4］Rufer A，Lemofouet S．Energetic performance of a hybrid energy storage system based on compressed air and supercapacitors［C］．SPEEDAM，Symposium on power electronics，electrical drives，automation and motion，Taormina Italy，23－26 May，2006:469－474．

［5］ Bossmann T，Bouscayrol A，Barrade P，et al．Energetic macroscopic representation of a hybrid storage system based on supercapacitors and compressed air［C］．IEEE International Symposium on industrial Electronics，4－7 June，2007:2691－2696．

［6］黃先進(jìn)，郝瑞祥，張立偉，等．液氣循環(huán)壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)建模與壓縮空氣效率優(yōu)化控制 ［J］．中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014，34(13):2047－2054．

［7］ Villela D，Kasinathan V J，De Valle S，et al．Compressed air energy storage systems for stand-alone off-grid photovoltaic modules［C］．The 35th IEEE Photovoltaics Specialists Conference，Seattle，Washington，20－25 June 2011:962－967．

［8］黃先進(jìn)，張立偉，鄭瓊林，等．壓縮空氣超級(jí)電容器混合儲(chǔ)能系統(tǒng)中儲(chǔ)電裝置容量?jī)?yōu)化設(shè)計(jì)［J］．電源學(xué)報(bào)，2013，(6):72－78．

［9］黃先進(jìn)，郝瑞祥，張立偉，等．壓縮空氣與超級(jí)電容混合儲(chǔ)能系統(tǒng)能量控制策略［J］．北京交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2014，38(4):56－62．

［10］ Lemofouet S，Rufer A．A hybrid energy storage system based on compressed air and supercapacitors with maximum efficiency point tracking(MEPT)［J］．IEEE Transactions on Industrial Electronics，2006，53(4):1105－1115．

［11］張國(guó)賢．基于開(kāi)式蓄能器概念的壓縮空氣儲(chǔ)能系統(tǒng)［J］．流體傳動(dòng)與控制，2014，(3):58－59，61．

［12］邵漢橋，張籍，張維．分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)性及政策分析 ［J］．電力建設(shè)，2014，35(7):51－57．

［13］劉建濤，曹雷，馬杰，等．基于儲(chǔ)能系統(tǒng)的用戶光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性分析 ［J］．太陽(yáng)能學(xué)報(bào)，2012，33(11):1887－1892．

［14］國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)．關(guān)于發(fā)揮價(jià)格杠桿作用促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展的通知［R］．北京:國(guó)家發(fā)展改革委員會(huì)，2013．

［15］楊中旭．基于分時(shí)電價(jià)的離并網(wǎng)混合光伏發(fā)電系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行優(yōu)化研究 ［D］．濟(jì)南:山東大學(xué)，2013．

［16］ Lemofouet-Gatsi S．Investigation and optimisation of hybrid electricity storage systems based on compressed air and supercapacitors［D］．Ecole polytechnique federale de lausanne，2006．

［17］王斯成．分布式光伏發(fā)電政策現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì) ［J］．太陽(yáng)能，2013，(8):8－19．

Economic Analysis of the Hydro-pneumatic Compressed Air Energy Storage in Photovoltaic Power System

Yang An1，Sun Chunshun1，Yang Jiangtao1，Deng Ming2，Deng Yuen1
(1．Changsha University of Science and Technology Hunan Province Key Laboratory of Smart Grids Operation and Control，Changsha 410004，China;2．State Grid Sichuan Electric Power Company Luzhou Power Supply Company，Luzhou 646000，China)

This paper proposes a new energy management strategy for the application of the hydro-pneumatic CAES to photovoltaic power generation system based on the principle of self-sufficient power generation with the surplus going to the grid．This strategy was used to optimize the charge and discharge of energy storage and the grid’s exchanging power．And also a model was set using the maximum daily profits as the objective function to calculate the optimal capacity．Finally，its economic benefits were calculated using examples and then compared with those of lead-acid batteries．It was found that the hydro-pneumatic CAES was a better energy storage form with more economic advantages．Moreover，with the development of technology and improvement of performance，the hydro －pneumatic CAES will have good commercial prospects because of its increasing economical efficiency．

hydro-pneumatic compression;photovoltaic power generation;energy management;economic analysis

TM919

A

10.3969/j.issn.1672-0792.2015.06.007

2015－04－21。

楊安 (1990-)，女，碩士研究生，研究方向?yàn)殡娏ο到y(tǒng)運(yùn)行與控制，壓縮空氣儲(chǔ)能的研究與運(yùn)用，E-mail:1145456910@qq.com。