现在，工业园区内的储能体系，特别是热能和电能储能体系，一般独立运转，其中存储的“热能很少用于发电。这种分离阻止了分布式动力体系（DES）内热能与电能的和谐，尤其是在需求波动的峰值负荷期间。依据IEA的《Renewables 2019 Analysis and Forecast to 2024》陈述，2018年热能占全球终究动力消费的50%，凸显了热能与电能平等重要。在工业园区中高效地将贮存的热能转化为电能依然是一个严重应战。“卡诺电池作为储能体系和电热归纳体系的双重角色，为DES供给了一种极具远景的处理计划。尽管其具有进步经济效益、削减碳排放和支撑电网等潜在优势，但关于其在DES中的调度和功能研讨依然有限。本研讨提出了一种包含Carnot battery的DES，要点重视其在储能和电热互补方面的双重效果。在Carnot battery类型中，根据从前的研讨挑选了Pumped Thermal Energy Storage（PTES）。电热互补使得剩余电能在高热需求期间转化为thermal energy，并在高电需求期间运用贮存的热能进行electricity generation，从而促进灵敏的动力分配。一起还评价了一个带有electric battery的基准DES以进行比较。优化结果表明，Carnot battery使DES夏日运转本钱下降了2.05%，冬天下降了4.78%。它还将夏日购气本钱下降了2.66%，冬天下降了4.51%，并将夏日碳买卖本钱下降了4.05%，冬天下降了6.27%。此外，进步Carnot battery的往复功率可增加发电量并加强对电网的支撑。而且，引入Carnot battery能够使DES供给强有力的外部电网支撑，最高可达额外电力负荷容量的31.61%。这些发现证明了Carnot battery的效...蓄电池

引言

动力危机和环境应战日益严峻[1]。严峻依靠化石燃料的传统动力结构难以支撑现代社会的可持续开展[2]。为此，全球各国政府将开展可再生动力作为节能减排和绿色增加的要害战略[3]。光伏（PV）和风电在可再生动力运用中占据主导地位[4]。但是，其发电波动性往往导致严峻的动力浪费和电网调峰困难。处理这些问题需求有用的储能技术[5]。现在，广泛运用的大规模电力存储办法，如抽水蓄能和电化学储能，存在显着的局限性[6]。例如，抽水蓄能受限于严厉的地舆条件及其与用户的距离[7]，而电化学储能则面对寿数有限和功率容量比高的问题[8]。
Carnot电池作为一种新式技术，因其能够以热能方式贮存电能而受到动力存储范畴的广泛重视[9]。它克服了抽水蓄能和电化学电池等传统储能体系的局限性，为整合可再生动力供给了一种更灵敏且不受地舆约束的处理计划。Carnot电池被运用于动力体系中，以一起供给电力和热力服务[8]。
现在，关于Carnot电池的大大都研讨会集在评价其功能、与其他体系集成，或探究新式装备上。
关于Carnot电池的功能评价，Tosun等人[10]剖析了其根据热力学的可持续性。该研讨陈述了最大COP为4.5，㶲功率为0.78，以及最大可持续性指数为4.5，证明在Izmir的气候条件下完成了明显的功率提高。相同地，Niu等人[11]对基础Carnot电池和带有回热器的Carnot电池进行了建模，表明优化冷热储层温度可使往复功率最大化，一起下降平准化储能本钱（LCOS）。此外，工质的挑选已被证明对于提高Carnot电池功能至关重要。Daniarta等人[12]评价了九种工质，发现R152a在RRTC运用中供给了最佳的电-电功率（1.57）。Eppinger等人[13]和Qiao等人[14]扩展了这项研讨，依据热力学、环境和安全特性确定了R1233zd(E)和R272fa为最佳工质。后者的研讨还完成了高达57.5%的电-电功率。
一些研讨人员探讨了Carnot电池与其他动力体系的集成。Poletto等人[15]证明了将Carnot电池与区域供热变电站及光伏发电厂相结合的优势。经过运用免费废热作为热泵的冷源，他们完成了更好的经济效益，每年带来超越5000欧元的收入。相同地，Chen等人[16]提出了一种新式热力体系，该体系选用CO₂作为工质，将燃煤热电联产与Carnot电池相集成。他们的计划优化了包含CG、热泵和热机在内的各个子体系的能量功率装备。Zhang等人[17]进一步探究了将Carnot电池集成到火力发电厂中，表明其往复功率可提高至59.39–114.67%。这些研讨共同强调了Carnot电池在与现有动力体系集成时的灵敏性和可扩展性。
为了寻求提高功能并下降本钱，研讨人员提出了各种新式Carnot电池装备。Alsagri [18] 设计了一种太阳能辅助的熔盐驱动型Carnot电池，用于贮存沙特阿拉伯光伏电站的过剩电力，完成了高达82.6 %的总功率。Sui等[19]提出了一种针对吸湿性盐溶液优化的吸收式Carnot电池，其往复功率（RTE）达到45.8 %。此外，Yu等[20]和Miao等[21]别离探究了根据Rankine循环的Carnot体系以及运用液化天然气（LNG）冷能的低温装备，明显改进了能量功能指标。Su等[22]和Lin等[23]开发了地热辅助和蒸汽Carnot电池，这些电池在热电转化功率方面表现出明显提高，一起下降了运转本钱和碳排放。Lin的蒸汽Carnot电池运用于一个跨境归纳动力园区，完成了运转本钱下降28.57 %以及碳排放削减43.49 %。
现在尚无关于DES中Carnot电池调度及其影响的全面研讨，因而从宏观角度理解其效果至关重要。DES中的一个要害问题是一起满意热力和电力需求的应战。尽管电力调度相对简单，但热力调度要杂乱得多。Carnot电池能够完成热电转化，从而一起满意用户的热力和电力需求。此外，将其整合到DES中在经济功率、削减碳排放以及增强电网支撑方面具有潜在优势。为了添补这一空白，本文探讨了工业园区内分布式动力体系的优化调度，要点重视泵送热能存储（Carnot电池）。
工业园区具有开展水平参差不齐、产业结构多样以及企业高度会集的特色，导致对电力、热力及其他动力的需求出现明显的会集性[24]。这些园区面对着杂乱的动力负荷特性，需求牢靠且稳定的动力供给。因而，市场对归纳、清洁、高效、牢靠且具本钱效益的动力服务需求日益增加。
现在，各种储能体系，特别是热储能和电储能，在工业园区中独立运转。一般情况下，贮存的热能并不用于发电。这种分离阻止了DES中热能与电能的协同运转，尤其是在不同动力需求波动的峰值负荷期间。例如，当园区内热需求较高时，体系或许无法做出足够快速的响应，从而使热调度变得杂乱。依据IEA的《Renewables 2019 Analysis and Forecast to 2024》陈述，2018年热能占全球终究动力消费的50%，使其成为最大的动力终端用途。热能和电能相同重要，但在一起重视这两种动力类型的体系中，贮存的热能与电能之间的高效转化依然是一个严重应战。依靠独立的电化学和热储能体系来确保电力和热量的牢靠供给往往会导致昂扬的本钱。现有的工业园区对各种方式的储能有很高需求，但缺少供给全面电网支撑的才能。此外，DES也迫切需求作为整体积极支撑电网。Carnot电池作为一种兼具储能和电热互补功能的体系[23]，具有彻底改变DES的潜力。它能够经过H2P过程在用电高峰期供给大量的电力支撑。Simil
现在关于DES调度的大都研讨都考虑了碳买卖机制[25,26]。作为遏制排放的有用战略，碳买卖机制可分为传统型和阶梯型机制[25]。在传统碳买卖体系中，如果体系的二氧化碳排放量不超越分配配额，即可出售未运用的配额以获利；否则，必须购买额外配额以掩盖超量排放[27]。但是，传统碳买卖体系在削减碳排放方面存在局限性。相比之下，阶梯型碳买卖机制将排放量划分为多个等级，排放水平越高，其碳配额价格就越高。这些机制在按捺碳排放方面更为有用[27,28]，并被广泛运用于分布式动力体系的优化调度中[25,26,[29], [30], [31], [32]]。

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综上所述，尽管卡诺电池有望完成电热转化，为体系供给电力和热力支撑，但其在DES中的有用性尚未得到核算验证。因而，本文提出了一种强调卡诺电池储能和电热互补功能的DES，并剖析了调度问题。在各类卡诺电池中，根据咱们之前的研讨，咱们挑选了泵送热储能（PTES）作为本研讨的要点。首要贡献可归纳如下：（1）所提出的强调卡诺电池储能和电热互补功能的DES促进了不同能量方式的转化与互补，并为电网供给了强有力的支撑。（2）经过算例剖析和核算，验证了卡诺电池在设计的DES中的经济效益和有用性。一起评论了进步卡诺电池往复功率对卡诺电池本身及整个体系的影响。（3）探讨了DES对外电网的支撑才能及其最大支撑容量，并剖析了当体系支撑外电网时卡诺电池的效果与运转情况。