第 42 卷 第 1 期 电 网 技 术 Vol. 42 No. 1
2018 年 1 月 Power System Technology Jan. 2018
文章编号：1000-3673（2018）01-0179-08 中图分类号：TM 721 文献标志码：A 学科代码：470·40
基于能源集线器的微能源网能量流建模及
优化运行分析
马腾飞
1
，吴俊勇
1
，郝亮亮
1
，李玉君
1
，闫华光
2
，李德智
2
，陈宋宋
2
（1．北京交通大学 电气工程学院，北京市 海淀区 100044；
2．中国电力科学研究院，北京市 海淀区 100085）
Energy Flow Modeling and Optimal Operation Analysis of Micro Energy Grid
Based on Energy Hub
MA Tengfei
1
, WU Junyong
1
, HAO Liangliang
1
, LI Yujun
1
, YAN Huaguang
2
, LI Dezhi
2
, CHEN Songsong
2
(1. School of Electrical Engineering, Beijing Jiaotong University, Haidian District, Beijing 100044, China;
2. China Electric Power Research Institute, Haidian District, Beijing 100085, China)
1
ABSTRACT: The concept of micro energy grid is discussed
and a novel sub-energy hub structure including power hub,
heating hub and cooling hub is put forward in this paper. The
sub-energy hub structure integrating electricity, cooling and
heating energy storage devices, can implement functions of
collection, allocation and storage of energy. Besides, a detailed
model of energy hub is established and a general model for
energy storage device is given. A real time pricing model is
proposed and a price-based demand model is established based
on it. To minimize daily operation cost, a day-ahead dynamic
optimal operation model is formulated considering energy cost
and carbon emission cost. Numerical simulation results
indicate that the proposed energy flow modeling and optimal
operation method are universal and effective over entire energy
dispatching horizon based on optimal dispatch results in
different scenarios.
KEY WORDS:
energy internet; micro energy grid; energy
hub; demand response; optimal operation
摘要：讨论了微能源网的概念，提出了全新的子能源集线器
建模结构，包括集电器，集热器和集冷器；该结构考虑了储
电、蓄冷、储热 3 种储能装置，可以实现能量的汇集、分配
及存储；对能源集线器进行了详细的建模，并总结给出了广
义储能装置的通用模型；提出一种实时电价模型，并以此建
立需求响应模型；综合考虑微能源网能耗成本和环境成本，
建立了微能源网的优化调度模型，计算分析了不同场景下微
能源网中电、热、冷、气能源的优化调度结果，对提出的建
基金项目：国家电网公司科技项目(面向客户侧能源互联的智能用
电灵活接入与互动服务技术研究，YDB17201700249)。
Project Supported by Science and Technology Project of SGCC
(Client Side Energy Interconnection Oriented Technology Research of
Intelligent Flexible Access to Electricity And Interactive Services,
YDB17201700249).
模方法及优化调度模型的合理性和实用性进行了验证。
关键词：能源互联网；微能源网；能源集线器；需求响应；
优化运行
DOI：10.13335/j.1000-3673.pst.2017.0840
0 引言
当前全球化石能源日趋枯竭，环境污染问题日
益严重，能源互联网概念的提出为优化能源结构、
提高能源利用效率、改善生态环境等提供了新思
路
[1]
。微能源网作为微电网的自然延伸，它将是能
源互联网的终端供能系统，是未来能源系统发展的
趋势之一
[2]
。
目前针对微能源网的研究主要集中在微能源
网的能量流分析、能量流建模、协调规划与优化运
行、可靠性评估以及需求侧响应等方面。文献[2-6]
分别讨论了电气互联型微能源网络的稳态能量
流、最优潮流、概率能量流等问题的求解方法及分
析思路。文献[7]提出的能源集线器的概念及模型，
成为研究含电、气、热、冷等多种能源的微能源网
的重要手段，被广泛用于综合能源系统的建模分析
当中。文献[8]着重对能源集线器的建模方法，规划
优化模型及求解方法等问题的研究现状进行了总
结与分析。文献[9-12]则主要研究了微能源网的协
调调度、优化运行模型及策略，为综合能源系统的
能量管理进行了理论探索。文献[13]总结探讨了综
合能源系统可靠性评估的研究现状，对未来的研究
方向及思路进行了展望。文献[14-15]分别从能量转
移及主从博弈角度将需求响应引入微能源网的能
量管理当中，并分析了需求响应的效果。文献[16]
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