July 31, 2022 DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20220853 2022 年 7 月 31 日第 48 卷 July 园区综合能源系统优化运行研究综述 朱建全 1，刘海欣 1，叶汉芳 1，陈嘉俊 1，陈来军 2，梅生伟 2,3 （1. 华南理工大学电力学院广东省绿色能源技术重点实验室，广州 510640； 2. 青海大学新能源学院青海省清洁能源高效利用重点实验室，西宁 810016； 3. 清华大学电机工程与应用电子技术系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室，北京 100084） 摘 要：针对园区综合能源系统的优化运行问题，从模型、算法和机制 3 个层面综述了其研究现状及存在的主要 问题。在模型层面，依次讨论了园区综合能源系统的基本优化模型、不确定性模型和博弈模型的研究现状；在算 法层面，归纳分析了数学规划方法、启发式方法和强化学习在园区综合能源系统优化运行的应用情况；在机制层 Fig.1 Research of the optimal operation of PIES 根据不同的应用场景，分别对基本模型、不确定性 模型和博弈模型进行分析；在算法层面，分别综述 了数学规划方法、启发式方法和强化学习在 PIES 优化运行问题的应用现状；在机制层面，梳理了需 求侧响应机制、碳交易机制、绿证交易机制及综合 能源市场交易机制的相关研究及其对 PIES 优化运

DOI：10.13334/j.0258-8013.pcsee.231293 文章编号：0258-8013 (2024) 14-5496-21 中图分类号：TM 73 文献标识码：A 零碳园区研究综述及展望 陈艳波 1，张宁 1*，李嘉祺 1，方哲 1，吴适存 1，梅生伟 2，陈来军 3 (1．华北电力大学电气与电子工程学院，北京市 昌平区 102206； 2．清华大学电机工程与应用电子技术系，北京市 在园区内产生，各种园区也因此成为我国工业化、 低碳化、城镇化发展的高质量平台。园区作为社会 的基本单位，将国家、城市、产业、组织、企业与 个体紧密联合，其物理界限分明，运营和管理所有 第 14 期 陈艳波等：零碳园区研究综述及展望 5497 权明晰。国务院发布的《关于完整准确全面贯彻新 发展理念做好碳达峰碳中和工作的意见》中强调， 要开展碳达峰试点园区建设，推广园区多能梯级利 用等节能新技术，加快“双碳”目标建设。因此， 而为 建设零碳园区提供了驱动力。 2 园区零碳操作系统 要实现园区碳中和，就必须实现园区碳核算、 碳管控、碳吸收与碳交易一体化，为此，可构建含 第 14 期 陈艳波等：零碳园区研究综述及展望 5499 碳核算、碳管控、碳吸收与碳交易的统一操作系统， 如图 2 所示。此系统可将园区生产环节、交通环节、 消费环节以及信息环节等集中调控，对内有助于核 算各环节碳排放量，明晰各环节碳减排潜力，以低

2024 文章编号：1000-3673（2024）05-1821-15 中图分类号：TM 721 文献标志码：A 学科代码：470·40 面向零碳园区的综合能源系统优化运行技术综述 葛磊蛟，李京京，李昌禄，刘航旭 （天津大学电气自动化与信息工程学院，天津市 南开区 300072） Overview of Integrated Energy System Optimal 点。然而，园区级综合能源系统具有源-网-荷-储一体化、多 能互补、供需方动态博弈等特点，其优化运行技术面临强不 确定性和耦合机理不明等诸多挑战。为此，对零碳园区级 IES 优化运行的研究现状、关键技术与未来发展趋势等方面 进行综述至关重要。该文首先聚焦于多类型能源耦合能效提 升，系统阐述了零碳园区级综合能源系统架构；进一步，从 零碳园区实施路径入手，对零碳园区级综合能源系统优化运 行所涉及的多类型储能技术、碳捕集技术、多能协同规划设 手段。3）运营管理难度大。产业园区内的能源使 用情况较难进行实时监测和控制，使能源高效利用 和低碳排放的实现难度更大。迫切需要新型智能化 1822 葛磊蛟等：面向零碳园区的综合能源系统优化运行技术综述 Vol. 48 No. 5 监测和控制技术，如物联网技术、大数据技术等， 对产业园区内的能源使用情况进行精细管理和 控制。 综合能源系统(integrated energy system，IES)

压的响应和支撑。此外，顾名思义，电压源型构网控制通常也具备建 立电压和构建电网的能力，在能量供给充足时，可以独立地为负荷供 电。 在 2022 年末，南瑞继保电气有限公司詹长江总工在《构网型变 流器稳定性研究综述》一文中指出，通过借鉴同步发电机的物理机理， 不同学者在不同时期，从不同角度提出了构网型(grid-forming)变流器 的概念。尽管在不同文献中，构网型变流器控制架构的具体实现在细 节上有所差别，但它们均遵循着相同的本质 流电网电压来实现同步。 上述两条核心控制思想保证了构网型变流器可以在不依赖外界 交流系统的情况下，自行构建交流侧输出电压。因此构网型变流器可 以孤岛运行，也可以接入极弱电网运行。 随后，在后续 GFM 技术相关综述论文中均指出 GFM 装备不仅 可以自发与电网同步，无需额外锁相环节，还能主动响应与支撑系统 电压与频率，并通常具备独立构建电网的能力。根据同步机制的不同， 当前的典型构网型控制技术如下图所示： 中国 电机工程学报，2023，43(04): 1314-1334. [9] 詹长江，吴恒，王雄飞，等. 构网型变流器稳定性研究综述. 中国电机工程 学报，2023，43(06): 2339-2359. [10] 刘辉,于思奇,孙大卫,等.构网型变流器控制技术及原理综述[J/OL].中国电机 工程学报:1-16[2024-05-17] 9 电力系统强度（Power System Strength）

智 慧 矿 山 解 决 方 案 ● 方案综述 ● 应用系统 ● 基础中心 ● 监管平台 应用案例 》 目录 contents ● 安全生产监管平 台 ● 绿色矿山管理系 统 ● 智慧园区管理平 台 ● 尾矿库在线监测 义 构 程 状 势 标 定 架 历 现 趋 目 念 本 展 业 来 设 环境 数据 行 为 数据 运营数据 感知层 数据层 》 2.1 方案综 述 应急指挥 监管平台 安全生产 监管平台 三维可视 监管平台 总体架 构 》 2.1 方案综述 应用技术 空间信息技术 三维模拟和虚拟现 实 云网融合技术 射频识别、红外感应器、全球定位系统、三维激 运输以及堆场三方产能验证。 l 当车辆出现异常时 ，系统后台会及时显示 ，然后通过车辆 终端报警以及直接对讲方式告知司机 ，并指导司机操作。 》 2.2 应用系统——露天矿区系 统 系统综述 模块 设 备 示例 备注 车辆调度 车载终端 非显示终端 （ 4G ） 显示终端 （ 4G/Wi Fi ） 油耗传感器 行车记录仪 报警手柄 车载摄像头

technology[J]. Atomic Energy Science and Technology, 2020, 54(9): 1638-1643. [9] 李建林，武亦文，王 楠，等. 吉瓦级电化学储能电站研究综述及 展望[J]. 电力系统自动化，2021，45(19)：2-14. LI Jianlin, WU Yiwen, WANG Nan, et al. Review and prospect of gi- Journal of Power and Energy Systems, 2019, 5(3): 391-398. [18] 张宇航，邱才明，杨 帆，等. 深度学习在电网图像数据及时空数 据中的应用综述[J]. 电网技术，2019，43(6)：1865-1873. ZHANG Yuhang, QIU Caiming, YANG Fan, et al. Overview of appli- cation things[J]. High Voltage Engineering, 2019, 45(5): 1345-1351. [22] 韩先才，孙 昕，陈海波，等. 中国特高压交流输电工程技术发展 综述[J]. 中国电机工程学报，2020，40(14)：4371-4386. HAN Xiancai, SUN Xin, CHEN Haibo, et al. The overview of devel-

德州 253000） 摘 要：随着可再生能源与分布式电源技术的不断革新，电力系统迎来了新一轮的升级变革。虚拟储能技术作为 一种新型的能量管理技术，为电厂的能量平衡和稳定运行提供了新的解决方案。本文综述了虚拟储能技术在现 代发电厂日常工作中的应用，包括虚拟储能技术的理论研究、技术发展进程，以及虚拟技术对电厂各类工作的 优化作用。事实证明，通过引入虚拟储能技术，可以有效提高能源利用率和电能质量，未来相关产业技术势必 技 术 电质量，从而缓解上述问题，降低可再生能源供电 技术开发压力。本文旨在探讨虚拟储能技术在电厂 中的应用，以期为电厂的能源管理和运行优化提供 参考 [1]。 1 虚拟储能技术理论研究综述 1.1 虚拟储能技术概论 虚拟储能技术可以有效及时地转移各类电源， 通过不同的能量状态变化，有效调节供电路径，从 而平衡不同供电用电装置的调度，最后达到提高供 电系统可靠性，改善电厂经济效益的目的。虚拟储

Use[J]. Proceedings of the CSU-EPSA, 2021, 33(6): 28-34, 41. [6] 杨翾, 骆哲, 叶刚进, 等. 能源互联网下虚拟电厂调度及 市场竞价综述[J]. 浙江电力, 2021, 40(12): 46-53. Yang Xuan, Luo Zhe, Ye Gangjin, et al. A Review of Dispatch and Bidding Energy Internet[J]. Zhejiang Electric Power, 2021, 40(12): 46-53. [7] 李昭昱, 艾芊, 张宇帆, 等. 数据驱动技术在虚拟电厂中 的应用综述[J]. 电网技术, 2020, 44(7): 2411-2419. Li Zhaoyu, Ai Qian, Zhang Yufan, et al. Application of Data-Driven

利益相关者意识低或缺乏信任。 因为对数据隐私、设备可靠性以及人工智能的“黑箱”性质存在的恐惧，怀疑 很普遍。 现有的几项实施障碍通常相互关联。在IRENA的2025利益相关者咨询中确定的关键障碍 2 过程、调查和文献综述包 括： − 有限的财政激励。 许多地区要么没有专门针对数字化转型项目的融资机制，要么即使存在融资机制，也仅限 于试点项目。此外，在某些情况下，激励措施是针对部署某项技术或某项基础设施——被认为是问题的解决方 能源通用，弗劳恩霍夫系统与创新研究所ISI，指南针集团，麦肯锡公司，TNO，Trinomics，乌得勒支大学。 阿比索耶，B.O.，孙，Y.和曾辉，W.（2024），\"可再生能源预测人工智能方法的综述：方法论和见解\ , 第48卷, h ttps://doi.org/10.1016/j. 可再生能源焦点 ref.2023.100529 APUA（2022），《APUA成员网络安全调查结果》，非 火的组合最优电力流量子计算\"， https://ieeexplore.ieee.org/document/9 863874 IEEE 乌科巴 (2024), \"通过人工智能优化可再生能源系统：综述 等 和未来展望\ , 第35卷/7期, 第3833–79页, https://journals.sagepub.com/ 能源与环境 doi/10.1177/0958305X241256293 世界银行（2020），

transformation[J]． Power Generation Technology，2020，41(6)：571-577． [11] 马麟，梁安琪，王立永，等．公共楼宇可调负荷资源 调控技术研究综述[J]．电测与仪表，2023，60(5)： 1-10． MA L，LIANG A Q，WANG L Y，et al．Review of research on regulation technology