电气工程及其自动化论文哪里有？本文针对可再生能源具有的不确定和波动等特性，提出了基于鲁棒优化的机组组合模型。针对热电联产机组热、电强耦合问题，提出了与电转热设备协同优化并以电价信号引导其决策的方法，实现了电热解耦和风电消纳。同时，针对热力市场机制的缺失，参考电力市场的竞价模型，提出了电、热综合市场单边竞价模型，为热力市场的机制形成和热力价格的确定提供了参考。
第 1 章 绪论
1.2 国内外研究现状
1.2.1 多能源系统建模及优化研究
多能源系统的优化调度问题，包含了从各系统基础模型建立、多能源网络协同规划、能源生产消费环节到优化模型求解方法及风险评估等多个方面。在这些问题上，已有诸多相关研究进行了详细的分析和深入的探索。
在多能源网络扩展及建模方面，由于热能和天然气的传输过程相对复杂且与传统化石能源相比能量不易存储，同时这两种能源与电力的大规模转换技术较为成熟，因此多能源网络通常指电-气-热互联。多能源系统中的元件包含了多种能源形式，除了大型的集中式能源生产元件如燃煤锅炉、热电联产机组等，也包含了多种能源转换装置及分布式能源设备，因此在研究各组成元件的特性外，如何将系统中的能量流集成化处理成为多能源系统能量整合的关键。针对这一问题，文献[17-18]提出了能量枢纽模型，矩阵化了包含了多载体、多终端、多种分布式能源及多联产能源的能量流过程。
由于不同能源元件及系统间的固有特性及时空尺度有很大的区别，在建模过程中，仅通过能量枢纽的方式对能量流建模忽略了很多物理特性，因此对多能源系统同质化建模成为了备受关注的问题。文献[19]以电力系统中电路模型为参考，建立了热力系统中热阻模型，对电热联合系统中的元件进行了同质化建模。文献[20]从能量流动和网络架构等方面，建立了多能源系统的能量守恒和广义基尔霍夫定律，但该模型是从电力系统出发的同质化建模，对于热力系统和天然气系统管道中流体特性无法确切描述。文献[21]分析了各种同质化建模与常规动态特性建模的优劣，认为对于分析能量流过程及网络规划等对模型精确度需求不高的场景下可采用同质化建模，对于精确度较高的优化问题中应考虑多能源系统中的独立建模。
第 3 章 考虑热惯性的电热联合系统日前鲁棒优化调度
3.1 引言
本章基于第二章的考虑热力系统多种热惯性模型，针对冬季北方地区因热电联产机组“以热定电”的情况，将热力系统中的延时和等效储能特性看作可调节热负荷，在保障供暖用户舒适度的前提下通过提前/滞后供暖将这一部分热能存储进系统中的管道和建筑物内，从而实现电力和热力的错峰调节，为风电上网提供更多的空间。此外，由于风电的不确定性较大，协调优化这一部分能量在保障系统经济性和灵活性的同时，应对风电对电热联合系统安全性的影响同样十分重要。
基于此，本章建立了考虑热网内多种热惯性的日前鲁棒优化调度模型，包含热网络本身管道的热惯性、建筑物的热惯性及电储热锅炉的热惯性。首先，对风电构造多维度的不确定性集合，在时间、空间上对风电不确定性进行更准确的描述，从而更好地解决联合系统消纳风电不确定区间的边界问题。同时，考虑弃风惩罚和鲁棒保守程度的调节，对子问题进行风电场景下的验证。最后，通过C&CG算法进行求解，算例分析证明了模型的有效性。
本小结建立了大规模风电接入情况下考虑多种热惯性的的电热联合系统鲁棒机组组合模型，考虑风电的多维不确定性，在日前制定热电联产机组、燃气机组、电储热锅炉的开停机策略。最后对结果进行检验确保所研究方案有足够的鲁棒性和灵活性，能够应对风电带来的不确定性的同时消纳更多的风电。
第 5 章 电热联合系统边际价格优化模型
5.1 引言
根据本文第四章的分析，通过价格信号的方式能够在日内调度过程中更有效地对联合系统中的机组进行调节，但其最优的基础价格尤其是热力系统中的热价的制定并没有明晰的竞价机制。随着多能源系统的发展越来越成熟，独立的能源市场已经一定程度上制约了经济和生产力的提高。目前，分布式的系统已经越来越多的应用于能源生产当中，为了应对这一情况，传统的一体化的能源市场已经逐步转变为生产-传输-消费相剥离的模式。独立的综合能源服务供应商的机组包含多种能源形式，参与到不同市场的竞价中，以追逐自身利益的最大化。热力市场由于目前大多仍产用大容量的热电联产机组进行供热，其热价为一个固定值。随着未来越来越多的综合能源服务供应商参与到热力的市场竞价中，能源发售侧、传输侧和需求侧的市场模式将有很大的改变。本章构建以能源市场出清后的节点边际电价(Locational Marginal Electricity Price，LMEP)和节点边际热价(Locational Marginal Heat Price, LMHP)为基础的斯坦伯格型博弈，考虑了热网和电网的动态特性及相应的市场。建立独立综合能源服务供应商、电力系统和热力系统为主体的上下层动态博弈模式。最后，通过仿真实验验证了模型的有效性，本章为第四章的价格机制提供了理论支撑。
5.2 电热联合市场中的能源交易架构
本章的电热联合市场能源交易架构中，能源生产侧包含了多种不同类型的能源供应商(风电、燃煤机组、燃气机组、热电联产机组、供热锅炉、热交换站等)，能源输购侧为传统的电力系统和热力系统，热力系统和电力系统中也包含了一些能源生产装置，保证在需求和供应不匹配时提供一定备用。
电力市场中的现货交易如PJM公司采用节点边际电价的方式进行定价，该机制合理的发现能源价格本质，还原了其商品属性。热力市场由于发展缓慢，鲜有相应的价格机制研究。本文的电热联合市场中采用单边交易的模式，即开放能源供应侧的市场，在能源供应侧引入竞争，在需求侧的用户统一通过 ISO 采用节点价格的方式购买能源。在此种模式下，不考虑需求侧的竞价，默认 ISO 对需求的信息已知，当节点价格上升或下降时，ISO 对用户进行报价后得到需求侧响应的结果。上层假定其他能源供应商报价确认后，独立综合能源服务供应商在第一阶段与电力系统和热力系统博弈中寻求合作，使独立综合能源服务供应商的利益最大化。博弈中的另外两个主体电力系统和热力系统的策略分别为从综合能源服务供应商侧购买电能和热能并使系统总成本最低，博弈之间存在信息交流。相应的电热联合系统混合博弈的市场框架如图 5.1 所示：
第 6 章 结论与展望
6.2. 工作展望
本文通过对电热联合系统的优化调度、可再生能源消纳及联合市场机制问题方面的研究，取得了些许阶段性的研究成果，但由于电热联合系统的优化问题较为复杂，本文依然有众多考虑不周的情况。在日后的研究工作中，这些问题需要更加深入的研究和探索：
（1）本文采用的热力系统调度方式均为恒流变温的调节方式，这种调节方式下系统的约束大多为线性。实际的热力系统中其他调节方式下水力工况同样会对系统特性产生影响，因此非线性的模型研究也应纳入考虑之内。同时，在对热力网络的每个环节进行建模时，一些为了简化模型忽略的特性同样值得考虑，如建筑物建模中高度对水力特性的影响。
（2）本论文中，在鲁棒优化建模时，对风电的最恶劣的场景只考了时间尺度上的变化。对于不同区域的风电机组，其空间上的不确定性同样很高，需要将其考虑在内建立更多的场景进行分析。其次，加入风险成本的评估寻找最低成本下的最优保守度确定同样是值得研究的内容。
（3）本文所提的双层优化模型中，只考虑了所属热力系统的热电联产机组和热泵，随着分布式能源的发展，对于其他类型的供应商同样需要考虑。同时，天然气网络在多能源系统中的重要性也越来越高，对天然气网络建模及加入天然气机组同样值得深入研究。
94）本文涉及的电热联合市场机制，只考虑了供应商总体的利益，供应商之间的非合作博弈也是非常有现实意义的研究内容。同时，模型只考虑了单边交易的现货市场竞价，长中期合同模型对联合市场的交易影响同样发挥着重要的作用，有必要深入研究，构建更为完善的综合能源市场交易机制。
参考文献（略）
