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4 2  考虑多时间常数的系统建模
      能源互联网中, 不同能源系统的暂态过程持续时间不同, 电能需要瞬时平衡, 而气、 热系

统的暂态过程相对缓慢, 以分钟、 小时计, 在研究耦合系统的能源互联、 转换时, 需要考虑不
同能源系统的时间常数, 文献[86] 考虑电、 热系统不同的时间常数, 将两个系统的耦合过程划
分为 4 个阶段, 每一个都是准稳态模型, 并基于此建立了区域级的电-热系统的准稳态潮流模
型。

      在对耦合多能源系统的最优潮流进行分析时, 目前基本以各个设备的稳态模型为基础, 考
虑能源转换效率等因素, 但因为各个系统的暂态过程持续时间不同, 各个设备的动态过程对多
能源系统潮流的影响还需进一步研究。 同时, 热、 天然气具有较大惯性, 易于存储, 气、 热储
能设备增加了系统的时间尺度和空间维度的可控性, 如何利用热、 气系统的惯性来平抑可再生
能源的波动性的影响是能源生产环节规划的一个亟待解决的问题。
4 3  多能源系统的可靠性约束

      能源互联网的规划模型中, 供能可靠性是重要的约束条件, 规划的目标往往是在保证可靠
性的前提下追求经济性。 如何评估能源互联网中各个环节中各种类型的设备的可靠性, 并建立
相应的约束条件或可靠性检验迭代子模块也是研究重点。 按照以往的经验, 需要以系统中的大
规模可再生能源、 储能设备、 能源转换设备等新元件的可靠性模型为基础, 考虑多种能源的互
联耦合, 评估各种能源的互联互济效应[87-88] 。 运用可靠性 N-1 安全约束模型[56] 、 随机生产模拟
检验规划方案的可靠性[73] , 在目标函数添加供能不足的罚函数[57] 等方式来体现供能可靠性的影
响, 从而在系统经济性和供能可靠性间找到一个合适的平衡点。
4 4  大规模系统的建模和规划模型求解

      能源互联网包含众多能源子系统, 元件众多, 规模庞大, 对系统进行统一规划是难以实现
的。 需要根据能源互联网各个环节的特征进行合理的规划建模。 规划模型往往具有高维数, 非
凸非线性的特点, 设计合理的优化算法又是一个难点。 需要对模型进行解耦分解, 降低问题规
模; 对约束条件进行合理线性化, 从而使用已有数学方法, 通过子系统的相互迭代实现问题的
求解。 当规划模型为多目标时, 也可以采用智能算法进行求解。
4 5  能源价格的影响分析

      在能源互联网规划中需要考虑一体化多能源关联市场的影响, 能源互联网中不同系统、 不
同环节都存在多种多样的参与者, 各个参与者的市场参与模式和习惯也不同, 参与者会因为能
源价格的波动而做出不同的决策, 进而造成能源生产、 消费的不确定性[52] 。 针对这种不确定性,
应对方法有: 用蒙特卡洛法模拟用户因能源价格变动而发起的需求侧响应; 用灵敏度分析能源
价格波动对系统运行费用的影响[89] ; 运用博弈论、 纳什均衡等理论对用户行为建模[90] 等。 能源
价格波动, 用户需求侧响应, 运营商运营机制的影响是能源消费侧的规划建模所需要重点考虑
的。

5  结论

      能源互联网以可再生能源为主要一次能源, 通过多种能源系统的协调优化运行, 从能源的
生产、 传输、 消费各个环节提升效率, 为用户提供高可靠性、 高效、 清洁的多样化能源供应。
能源互联网的规划研究是能源互联网从理论到实践的核心科知识题, 是能源互联网工程实践的
基础。 但能源互联网系统庞大, 元件众多, 因而无法作为整体统一规划, 本文首先将能源互联
网按“源-网-荷”的结构进行划分, 以便规划建模。 其次, 能源互联网的规划需要明确规划建模
的边界条件并选定相应的数学模型。 因而本文也对规划建模的基础: 多种能源的负荷预测、 能

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