具有热能储存功能的CSP工厂多时间尺度调度策略的对比评估

《Energies》：Comparative Evaluation of Multi-Timescale Scheduling Strategies for a CSP Plant with Thermal Energy Storage

　　

摘要

直接法向辐照度（DNI）和负荷需求的预测误差会降低具有热能储存（TES）的聚光太阳能（CSP）发电厂的经济性能。本研究在一个通用的CSP-TES-电网框架内，比较了仅基于日前预测的策略（DA-only）、滚动粒子群优化算法（DA + RollPSO）和模型预测控制算法（DA + MPC）。分析涵盖了12个独立的代表性月度24小时案例，这些案例中的DNI和负荷预测误差是通过合成方式生成的。所有策略都使用相同的日前基准数据、系统参数、物理约束以及误差实现值。与仅基于日前预测的策略（DA-only）相比，DA + RollPSO使总运营成本和电网购买成本分别降低了1.48%和1.40%；而DA + MPC则分别降低了1.47%和1.37%。在后续的修正后主要比较中，两种日内预测方法都使用了带有相同归一化权重的跟踪增强目标函数。DA + RollPSO的TES储能均方根误差（RMSE）为16.22 MWh_th，而DA + MPC的储能RMSE为18.09 MWh_th，并且其重复单步解决方案的时间更短（3.219毫秒对比43.850毫秒）。在所有20次记录的蒙特卡洛试验中，这两种日内预测策略也都降低了成本。这些结果表明，在TES轨迹跟踪和计算负担之间存在因案例而异的权衡，并非某种控制器具有普遍的优越性。