综合能源系统运营机制与商业模式

本书主要介绍综合能源系统的基本概念、典型场景及国内外的实践试点项目，并开展综合能源系统通用建模及多能协同配置优化模型构建，建立考虑生物质能源的农村综合能源系统运营优化模型、考虑需求响应的城市综合能源系统运营优化模型、考虑海水淡化的海岛综合能源系统运营优化模型；构建考虑能量共享的综合能源系统集群协同优化模型，并提出考虑多主体的综合能源系统效益均衡与商业模式。

本书适合能源领域科研工作者、综合能源系统技术行业从业者、多能互补技术相关领域科研工作者等有关人员参考使用。

前言

第1章 综合能源系统概述、实践现状及典型场景 1

1.1 综合能源系统概念与特征 1

1.1.1 基本概念 1

1.1.2 典型特征 2

1.2 综合能源系统发展和实践现状 3

1.2.1 政策演化历程 3

1.2.2 实践试点项目 5

1.2.3 实践经验启示 8

1.3 综合能源系统典型场景 9

1.3.1 城市园区 9

1.3.2 新型农村 14

1.3.3 偏远地区 18

第2章 综合能源系统通用建模及多能协同配置优化模型 23

2.1 综合能源系统通用建模 23

2.1.1 供能设备模型 23

2.1.2 储能设备模型 25

2.2 综合能源系统双层协同配置优化模型 26

2.2.1 双层优化理论 26

2.2.2 双层协同配置优化模型 27

2.2.3 模型求解算法 33

2.3 算例分析 36

2.3.1 基础数据 36

2.3.2 算例结果 38

2.3.3 场景对比 42

第3章 考虑生物质能源的农村综合能源系统运营优化模型 50

3.1 农村综合能源系统结构单元建模 50

3.1.1 农村IES结构描述 50

3.1.2 农村IES数学建模 51

3.2 农村IES多时间尺度调度优化模型 56

3.2.1 两阶段调度优化框架 56

3.2.2 日前多目标调度优化模型 57

3.2.3 日内随机滚动优化模型 61

3.3 农村IES多时间调度模型求解 65

3.3.1 MILP模型构建 65

3.3.2 MILP模型求解流程 66

3.4 算例分析 68

3.4.1 基础数据 68

3.4.2 算例结果 70

3.4.3 结果分析 75

第4章 考虑需求响应的城市综合能源系统运营优化模型 79

4.1 城市综合能源系统结构及运行边界设定 79

4.1.1 系统结构描述 79

4.1.2 运行边界设定 80

4.2 城市综合能源系统主从博弈优化模型 82

4.2.1 主从博弈运行优化框架 82

4.2.2 主从博弈运行优化模型 84

4.2.3 模型求解算法 90

4.3 算例分析 93

4.3.1 基础数据 93

4.3.2 场景设置 95

4.3.3 结果分析 96

第5章 考虑海水淡化的海岛综合能源系统运营优化模型 108

5.1 孤岛IES结构及运行策略 108

5.1.1 结构描述 108

5.1.2 运行策略 109

5.2 孤岛IES随机调度优化模型 110

5.2.1 不确定性刻画 110

5.2.2 常规调度优化模型 112

5.2.3 随机调度优化模型 114

5.3 改进自适应混合差分进化算法 115

5.3.1 求解算法构建 115

5.3.2 模型求解流程 117

5.4 算例分析 119

5.4.1 基础数据 119

5.4.2 算法有效性验证 122

5.4.3 算例结果 124

第6章 考虑能量共享的综合能源系统集群协同优化模型 131

6.1 综合能源集群运行结构 131

6.1.1 综合能源集群结构 131

6.1.2 综合能源集群建模 133

6.2 综合能源集群的两阶段分布鲁棒优化模型 135

6.2.1 不确定性分析 135

6.2.2 分布鲁棒优化理论 135

6.2.3 不确定集合构造 136

6.2.4 两阶段分布鲁棒模型 138

6.3 TSDRO模型重构及求解 145

6.4 算例分析 147

6.4.1 参数设置 147

6.4.2 仿真结果 151

6.4.3 结果讨论 157

第7章 考虑多主体的综合能源系统效益均衡与商业模式 162

7.1 综合能源系统运行效益分析模型 162

7.1.1 外部协作效益分析 162

7.1.2 内部运行效益分析 164

7.2 综合能源系统内外协同效益分配模型 166

7.2.1 主体功能作用分析 166

7.2.2 协作增量效益分析 169

7.2.3 内外分层效益分配模型 170

7.3 综合能源系统商业模式适应性评估模型 174

7.3.1 典型商业模式 174

7.3.2 商业画布适用性分析 178

7.3.3 商业模式评价模型 192

7.4 算例分析 203

7.4.1 基础数据 203

7.4.2 效益分配结果 208

7.4.3 商业模式评价结果 212

参考文献 216