由于当前化石能源的短缺和碳排放引起环境问题的日趋严重，提高清洁能源的开发与利用水平，降低碳排放，已成为世界各国达成的共识。我国在“十四五”期间承诺将于2030年前实现“碳达峰”、2060年前实现“碳中和”。其中，我国西部的农业园区存在能源利用方式粗放、碳排放问题突出等问题，因此，实现农业园区全清洁能源供能对双碳目标的实现具有重大意义。
目前农业园区的负荷需求主要是电能和热能，电能的需求依赖于农村电网的供应，由于当前农村电网存在网架结构薄弱、电网设施老旧等问题，导致电网供电可靠性不足；热能的需求主要是通过燃烧煤炭及生物质能供应，产生的二氧化碳排放，不仅与双碳目标相悖，还恶化了当地的生态环境。
为贯彻落实“双碳”目标，太阳能清洁供热得到了快速发展。然而在极端低温天气的影响下，供暖能力的不足会造成农业园区温室大棚内的作物大面积死亡，极大地限制了地区农业的发展。因此，实现清洁能源的就地消纳对农业园区的生产和发展具有重要价值和意义。
为此，青海省充分发挥青海农业园区得天独厚的风、光优势，积极打造清洁能源绿色村镇，大力推进农业园区高比例分布式清洁能源系统的建设。然而，以风、光为代表的清洁能源供应存在不稳定性和间歇性，给农业园区的全清洁能源供能、用能带来巨大挑战，这极大地限制了清洁能源综合利用水平。为此，已有相关学者对其展开了大量的研究。其中，构建面向医院、工厂园区及岛屿的分布式综合能源系统（DIES）能够实现能源的梯级利用，为平滑电网负荷和消纳清洁能源提供了一条新途径。
储能作为分布式综合能源系统中重要的组成部分，可以实现清洁能源的就地消纳、存储及利用。因此，合理地配置储能系统就显得尤为重要。随着储能技术的发展，先进绝热压缩空气储能（AA-CAES）因具有运行寿命长、清洁、环保等特点，得到了国内外相关学者和研究机构的广泛关注。
放眼国际，在大规模储能项目示范工程中，瑞士ALACAES公司于2016年在比亚斯卡镇建成了一座1MW的先进绝热压缩空气储能示范系统。加拿大NRStor和Hydrostor公司于2017年在戈德里奇镇建设一座1.75MW的基于盐穴储气的先进绝热压缩空气储能试验电站。
虽然我国对先进绝热压缩空气储能技术的研究起步较晚，但近年来在研究和生产方面也积累了一定的经验和成果。江苏金坛盐穴压缩空气储能国家试验示范项目于2021年并网试验成功，并于2022年5月正式开始商业化运营，开辟了我国先进绝热压缩空气储能商业化应用的先河。
在分布式先进绝热压缩空气储能研究方面，清华大学在青海大学校园内搭建了世界上首座100kW光热复合先进绝热压缩空气储能（ST- AA-CAES），并完成了冷热电三联供实验。这些示范项目极大地促进了先进绝热压缩空气储能在分布式综合能源系统中的应用研究。因此，对于先进绝热压缩空气储能容量规划问题亟待进行研究。
目前，已有相关学者对压缩空气储能的容量规划展开了大量研究。但相关文献研究的是先进绝热压缩空气储能参与热、电能流场景下的容量规划配置，并未对先进绝热压缩空气储能耦合外部热源方面进行展开分析。
相关文献将光热作为先进绝热压缩空气储能外部热源，为先进绝热压缩空气储能的应用提供参考。但对于光热复合先进绝热压缩空气储能参与分布式综合能源系统的容量规划方面，还有待进一步研究。
青海大学新能源光伏产业研究中心青海省清洁能源高效利用重点实验室、青海省建筑建材科学研究院有限责任公司、青海省高原绿色建筑与生态社区重点实验室的方乐、刘成奎、陈晓弢、麻林瑞、梅生伟，在2022年第23期《电工技术学报》上撰文，基于青海地区丰富的太阳能资源，考虑分布式综合能源系统的热、电耦合特性，将光热复合先进绝热压缩空气储能作为其能源枢纽，提出了基于光热复合先进绝热压缩空气储能的分布式综合能源系统。
图1 ST-AA-CAES总体架构
该项工作的主要创新之处在于：
①在对分布式综合能源系统的储能需求进行深入分析的基础上，针对农业园区的特点，以光热复合先进绝热压缩空气储能为能源枢纽，提出一种基于光热复合先进绝热压缩空气储能的分布式综合能源系统架构；
②通过分析光热复合先进绝热压缩空气储能的各子系统之间的耦合关系和运行模式，建立各子系统的数学模型，并进行线性化处理，然后结合农业园区用能数据，对各子系统进行容量规划配置；
③以系统最小化整体投资运行成本为目标函数，以青海海东某农业园区的负荷需求约束展开算例分析，验证了所提模型的有效性。
研究人员的分析结果表明：相比于单一的先进绝热压缩空气储能容量规划，通过引入光热集热系统，对提升系统热电联供的灵活性和经济性具有重要作用。在高寒地区农业园区应用场景下，8年左右即可收回投资成本，具有良好的应用前景。
