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龙图腾网获悉重庆大学申请的专利一种考虑压缩空气储能的综合能源系统可靠性评估方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN119849159B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202411926818.6，技术领域涉及：G06F30/20；该发明授权一种考虑压缩空气储能的综合能源系统可靠性评估方法是由邵常政;曹茂森;胡博;黄谌煊;余明沣;郑东;王润铸设计研发完成，并于2024-12-25向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种考虑压缩空气储能的综合能源系统可靠性评估方法在说明书摘要公布了：本发明属于综合能源系统智能分析评估技术领域，尤其涉及一种考虑压缩空气储能的综合能源系统可靠性评估方法，包括：S1、建立考虑部分功能失效状态的AA‑CAES的可靠性评估模型；其中，将AA‑CAES的拓扑结构按功能分为压缩子系统、膨胀子系统和存储子系统；S2、基于虑部分功能失效状态的AA‑CAES的可靠性评估模型，构建电‑气‑热的综合能源系统模型，用于对综合能源系统进行可靠性分析处理；S3、基于综合能源系统实际的参数，对综合能源系统模型进行初始化；S4、使用综合能源系统模型对综合能源系统进行可靠性分析处理，得到相应的可靠性指标。本方法可以全面考虑AA‑CAES系统对综合能源系统可靠性的影响，有助于提升综合能源系统的整体性能和可靠性。

本发明授权一种考虑压缩空气储能的综合能源系统可靠性评估方法在权利要求书中公布了：1.一种考虑压缩空气储能的综合能源系统可靠性评估方法，其特征在于，包括以下步骤： S1、基于AA-CAES的拓扑结构以及工作模式，分析AA-CAES的多状态运行模式，所述多状态运行模式包括正常运行状态模式、故障状态模式和部分功能失效状态模式；建立考虑部分功能失效状态的AA-CAES的可靠性评估模型； 其中，将AA-CAES的拓扑结构按功能分为压缩子系统、膨胀子系统和存储子系统；压缩子系统包括电动机和多级压缩机；膨胀子系统包括多级膨胀机和发电机；存储子系统包括热交换器和用于存储工作介质的高温低温储热罐和储气室；三个子系统采用相同的工作介质，构成独立的压缩循环和膨胀循环； S2、基于考虑部分功能失效状态的AA-CAES的可靠性评估模型，构建电-气-热的综合能源系统模型，用于对综合能源系统进行可靠性分析处理； S3、基于综合能源系统实际的参数，对综合能源系统模型进行初始化； S4、使用综合能源系统模型对综合能源系统进行可靠性分析处理，得到相应的可靠性指标； 其中，所述工作介质包括空气和水；正常运行状态模式为压缩子系统、膨胀子系统和存储子系统均正常运行；部分功能失效状态模式包括仅膨胀失效模式和仅压缩失效模式；仅膨胀失效模式为仅膨胀子系统故障；仅压缩失效模式为仅压缩子系统故障；其他运行状态均属于故障状态模式； S1中，构建的考虑部分功能失效状态的AA-CAES的可靠性评估模型，其约束条件包括AA-CAES的运行约束和热能存储模型线性化约束；其中，AA-CAES的运行约束包括压缩子系统运行约束、膨胀子系统运行约束、存储子系统运行约束； 压缩子系统运行约束包括： 压缩循环过程中t时刻的总功率消耗为： 式中，κ为空气比热比；为压缩过程中t时刻进入压缩机的空气质量流率；为空气的比热容；和为第i级压缩机进口和出口温度；Nc为压缩机级数； 第i级压缩机的出口温度计算为： 式中，为第i级压缩机的压缩比，ηc为压缩机的绝热效率； AA-CAES的总功率消耗上下限为： 式中，表示描述压缩循环状态的0-1变量；Pcom,max和Pcom,min表示功率消耗的最大值和最小值； 膨胀子系统运行约束包括： 膨胀机在t时刻的发电量的计算式为： 式中，为膨胀循环中t时刻进入膨胀机的空气质量流率；和分别为第l级膨胀机t时刻的进口和出口温度；Ne为膨胀机级数；为空气的比热容；κ为空气比热比； 第l级膨胀机在t时刻的出口温度的计算为： 式中，为第l级膨胀机的膨胀比，ηe为膨胀机的绝热效率； AA-CAES的总发电功率上下限为： 式中，为描述膨胀循环状态的0-1变量；Pexp,max和Pexp,min分别为发电功率的最大值和最小值； AA-CAES中压缩子系统和膨胀子系统不能同时运行： 式中，表示描述压缩循环状态的0-1变量；为描述膨胀循环状态的0-1变量； 存储子系统运行约束包括： 热交换器中的水和空气的温度表示为： 式中，为压缩过程中t时刻进入压缩机的热水质量流率；为水的比热容；Twater,cold为低温储热罐中的冷水温度；为第i级压缩机出口处的热水温度；为高温储热罐t时刻的热水温度；θ为热交换器的效率；上面的表达式中均假设热交换器中热介质和冷介质的热量交换相等；为压缩过程中t时刻进入压缩机的空气质量流率；为空气的比热容；和为第i级压缩机进口和出口温度； 压缩循环中，流入高温储热罐的热水温度Tstorage,in的计算式为： 式中，表示在t时刻流入高温储热罐的总热水质量流率； 高温储热罐中的储水量和热水温度的计算式为： 式中，表示在t时刻高温储热罐的热水质量；表示在t时刻膨胀循环流入热交换器的总热水质量流率；表示水温变化量；为提供给用户的热功率；表示在t时刻流入高温储热罐的总热水质量流率；表示高温储热罐t时刻的热水温度；Δt表示两个连续计算时刻之间的时间间隔； 热水温度、储水量和提供给用户热功率的变化范围分别为： 式中，Ts,min和Ts,max分别为热水温度的最小和最大值；Mstorage,min和Mstorage,max分别为储水量的最小和最大值；为最大用户热功率； 储气室中的高压空气压力为： 式中，表示在t时刻储气室的气压；Rg表示通用气体常数；TAT和VAT分别表示储气室的温度和体积；PAT,max和PAT,min分别表示储气室气压的最大和最小值；为压缩过程中t时刻进入压缩机的空气质量流率；表示描述压缩循环状态的0-1变量；为膨胀循环中t时刻进入膨胀机的空气质量流率；为描述膨胀循环状态的0-1变量； 热能存储模型线性化约束通过泰勒级数展开公式和大M方法将动态温度方程转换为线性模型得到，过程包括： 1通过泰勒级数对非线性项进行展开： 首先，将非线性项定义为将线性项定义为 然后，根据泰勒级数，将f1t在附近展开为： 表示储水量的初始值；表示水温变化量的初始值； 2通过平均值近似替换实际值，将域划分为多个网格： 储水量和水温变化量分别分为m段和n段，每段的平均值用于近似替换每个段的实际值，并作为泰勒级数的初始展开点；f1t的域被划分为m*n个网格；引入两组整数变量和用于表示在和范围内的分段； 式中，表示描述t时刻储水量在分段状态下的整数变量；表示描述t时刻水温变化量在分段状态下的整数变量；Mstorage,j,min和Mstorage,j,max分别为在分段状态下储水量的最小值和最大值；Trate,k,min和Trate,k,max分别为在分段状态下水温变化量的最小值和最大值； 引入两个额外的整数变量和一组约束对进行线性化； 式中，表示描述压缩过程中t时刻进入压缩机的热水质量流率在分段状态下的整数变量；表示描述t时刻在分段状态下高温储热罐热水温度的整数变量；mcom,total,water,h,min和mcom,total,water,h,max分别为压缩过程中t时刻进入压缩机的热水质量流率在分段状态下的最小值和最大值；Ts,g,min和Ts,g,max分别为在分段状态下高温储热罐热水温度的最小值和最大值； 通过省略高阶项，动态温度方程在各段平均值附近展开为： 式中，表示忽略高阶项的储水量函数；表示忽略高阶项的水温变化量函数； 3对泰勒展开后的方程中的非线性项通过大M方法进行线性化处理： 式中，DM、GM、FM和AM为常数，并通过下式限制DM、GM、FM和AM： S2中，综合能源系统模型的目标函数为： 式中，Qx1表示气源节点集合；cgw,x1表示气源成本；表示气源供气量；mx2表示气网节点集合；ccurs,x2表示削气负荷惩罚系数；表示天然气削负荷量；pk1表示燃煤机组节点集合；cpg,k1表示燃煤机组出力成本；表示燃煤机组功率；mk2表示电力节点集合；ccurl,k2表示削电负荷惩罚系数；表示电负荷削减量；wk3表示风电机组节点集合；ccurw,k3表示削风电量惩罚系数；表示削风电量；nd表示热网节点集合；ccurh,e表示削热负荷惩罚系数；和分别表示季节性和常年性热负荷削减量；T表示总时刻。

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