综合能源系统是今后分布式发电站的重要发展方向之一。为了分析计及电价响应和电网激励对电转气（power to gas,P2G）技术的影响，建立了一个结合沼气厂的可逆固体氧化物电池（reversible solid oxide cell,RSOC）热-电-气综合能源系统模型。利用GAMS仿真软件分析了案例中引入的不同能量消耗方式对系统的影响，比较了热电联产（combined heat and power,CHP）和RSOC两种消耗沼气生产电力和热能方式的优劣，分析了电价波动对综合能源系统的投资成本和“弃风、弃光”的决策影响。引入RSOC之后带来的高电能转化率与CHP产生的高热量转化率相配合，能减少系统的投资成本，使可再生能源得到更合理地配置；引入沼气储罐可以平衡每天的供需要求，使系统的自耗电能力得到大幅提升，系统从电网购电降低了20%。随着电价持续增长，沼气储罐和RSOC的最优投资容量逐渐增加。当电价增长一倍时，最优系统案例中从电网购电量同比降低89.944%，同时系统的投资成本增速比传统系统慢。

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摘要：新型电力系统建设背景下，分布式光伏爆发增长、柔性负荷大量涌现的配电领域正在经历深刻变革。配网可调节资源挖掘利用既能解决配网分布式新能源增加导致的反向重过载、电压越限等问题，还有助于缓解主网运行压力。首先，提炼了配网可调节资源利用技术存在的痛点问题，指出配网电力系统运营模式转型是解决问题的基础所在。回顾分析了集中式、分散式等国内外运营模式与微网、虚拟电厂等多种配电系统形式在解决配网运行问题方面存在的优缺点。提出适应中国大电网集中调度模式的配网集中-分布式协同自治调控的运行新范式，依托台区智能终端，通过“内部自治、相邻互济、整体协同”的协同自治调控模式，实现配调-台区-终端分层分级优化调控，为新型电力系统提供全新的技术路径。最后，归纳了协同自治调控运营模式下的配网关键技术和未来研究方向。

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随着交通电气化的快速发展，城市道路交通网和配电网在信息-物理层面呈现强耦合态势，交通-电力融合能源系统发展受到广泛关注。首先分析了城市交通-电力融合能源系统的相互影响关系和耦合机理，在此基础上梳理了典型交通-电力融合能源系统的优化建模方法，比较了不同模型的特点和适用范围，并从交通-电力融合能源系统设施规划和运行优化两个应用层面对相关关键技术进行了总结。最后，分析了交通-电力融合能源系统发展存在的问题和挑战，并对该领域未来的重点研究方向进行了展望。

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当前工业园区针对不同介质、等级的余能进行了针对性的利用来满足用户单一的能量需求，这样的利用方式通常规模小、能量转换形式单一，且未对余能进行深度利用，因此余能利用率较低。对具体余能资源类型进行分析，由余能发电、余能制热与制冷技术形成综合能源供能系统，并构建双层优化算法模型，第一层采用遗传算法优化设备容量变量，第二层采用数学规划求解方法优化各设备24 h逐时出力。基于3种设备组合场景进行优化，案例结果表明通过对余能进行多方式利用，完成冷热电联供，可在增加少量投资成本的情况下，节省大量外部购能费用。在发电机组中，余能介质对烟气型有机朗肯循环机组产生较大影响，用户电需求对热水型有机朗肯循环机组容量产生较大影响；在余能供冷热场景中，由于蒸汽资源品位更贴近用户热需求，热水资源品位更贴近用户冷需求，蒸汽型吸收式热泵和热水型吸收式制冷机的容量一般较大。该优化方法可为工业余能的高效利用提供经济、可靠的优化工具。

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随着中国乡村振兴战略的持续推进，乡村地区对能源的多元化需求及服务质量提出了更高的要求。电-热多能系统（electric heating multi-energy system,EHMES）能够有效改善乡村地区的用能结构，促进清洁能源消纳。针对乡村地区中存在的灵活性资源，首先，构建包含光伏、风电、小水电、沼气热电联产机组、地源热泵、储能装置、柔性负荷等在内的乡村电-热多能系统优化模型。其次，考虑系统各等式约束及不等式约束，以系统运行总成本最低为目标函数，在Matlab环境下采用Yalmip工具箱和CPLEX求解器对所建立的模型进行求解。最后，以南方某省乡村电-热多能系统为例，分析模型在2种不同场景下的运行情况。算例结果表明，柔性负荷在降低系统运行成本、削峰填谷、促进清洁能源消纳方面具有显著效果。

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为贯彻落实碳达峰碳中和（简称“双碳”）目标，促进低碳产业发展，国家采取一系列碳减排政策推动能源系统低碳转型。构建了考虑碳减排收益的电-热耦合系统低碳扩展规划模型，同时考虑到系统中具有的大量源-荷不确定性，基于信息间隙决策理论（information gap decision theory，IGDT）构建鲁棒低碳规划模型与机会低碳规划模型。采用IEEE-13节点配网和32节点热网组成的能源系统测试算例对模型进行对比验证，分析了鲁棒模型的风险规避特点以及机会模型的寻求收益特点，验证了IGDT方法在不确定信息并不充足时仍然能够量化不确定性，且能根据规划决策者不同的风险偏好在预期的投资成本范围内求得相应的最优规划结果。同时，对比了碳减排收益对两种低碳规划模型的影响，分析了两种模型的不确定性与碳减排收益的关系。最后，分析了储能配置对低碳规划的影响。算例结果证明了储能配置可有效降低两类规划模型的投资成本，即储能投资对规划决策者的风险偏好选择不敏感。

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恒温控制负荷是参与需求响应的主要负荷资源，在夏季高温下可对负荷开展集群控制，有效减小负荷峰值。但由于各用户室内的初始温度具有多样性和随机性的特点，会使聚合商在负荷削减时产生负荷波动和在用户舒适度不同时会产生用户响应度低的问题。为能够合理引导负荷参与电网运行，基于空调状态队列模型，提出了用户激励方案与空调负荷提前控制策略，不仅激励用户参与控制也减小了控制时间内的负荷波动。通过空调负荷近似聚合模型得到空调负荷聚合功率，根据用户舒适度区间进行分组控制，构建激励方案以提高用户的响应能力。在实时运行阶段，运用状态队列模型对参与用户提前控制，减少因初始温度分布不均所导致的削减负荷波动。仿真表明：提出的激励方案对用户的补偿更加全面，可以激励更多的用户参与控制，通过提前控制策略和跨组调动可实现对负荷精准控制，削弱由于初始温度不均和负荷退出对减载带来的影响。

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“互联网+智慧能源”（即能源互联网）的发展理念，集中体现着数字化技术对能源系统的设计、运行和发展的全局优化。从能源系统热力学熵和信息系统信息熵的理论及视域，阐释能源互联网综合能源系统及其对应能源物联网的熵增与熵减机制。首先，在熵视域下揭示能源互联网所体现出的信息熵与热力学熵之间的内在关联，即通过信息的引入充分激发能量系统的自组织性，减少能源网络的无序程度。同时，以能源互联网范畴中的多能互补综合能源系统和数字孪生能源物联网为对象，以熵理论揭示信息物理融合系统中信息流与能量流的协同作用，并以先行先试阶段的国家能源互联网示范工程为例，分析了信息流构建方法及其在改造能量流方面的具体应用。最后，就信息流改造能量流的能源互联网业态发展提出建议，为能源互联网的提质增效提供参考。

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研究能源生产消费变化对实现“碳中和”目标具有重要意义，然而中国常规能源的时空演化格局还有待深入研究。基于2010—2019年原油、原煤和天然气生产消费量和能源产消总量，使用空间自相关和重心分析方法，探析全国和各省份能源结构，全国及各省份原煤、原油和天然气生产量时空变化格局。结果显示：①中国能源生产量高的区域在煤炭的产地，中国能源消费量高的区域偏向东部，与各类能源生产量高的区域存在空间不平衡；②2010—2019年能源产消重心、原煤产消重心和原油生产重心都有向西移动的趋势，原油消费向南移动，天然气生产消费整体向东移动，西部地区对能源的需求正在逐步变大，中国一直以来以煤炭为主的能源结构正在缓慢改变，新能源和天然气的生产量逐步上升。研究结论为中国制定降碳能源政策和改善区域能源产消不平衡提供了参考。

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在新常态经营形势下，用电量的精细化预测对于电力系统的安全、稳定、经济运行具有重要意义。采用基于数据驱动与误差修正的递进式思路，研究行业用电量主要影响因素辨识与预测方法。首先，在数据驱动层面，从相关度和冗余度角度应用最大信息系数和最大关联-最小冗余性初步识别主要影响因素。其次，在误差驱动层面，采用随机森林方法考虑误差进行影响因素精筛。再次，构建考虑了递进式主要影响因素辨识的行业用电量预测模型。预测模型应用自组织映射方法对典型行业的细分行业用电数据样本集进行聚类，分类应用递进式影响因素辨识方法获得主要影响因素，然后同历史用电量数据一起构造误差反向传播神经网络模型进行预测，通过细分聚类、预测求和的方式获得典型行业用电量预测结果。最后，以中国北方某区域两个典型工业行业用电量为预测对象，通过算例验证该方法的适用性。

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