第 48 卷 第 5 期 电 网 技 术 Vol. 48 No. 5 2024 年 5 月 Power System Technology May 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 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) IES 生产-传输-使用可再生 能源，但此过程中会产生一定碳排放，为了满足碳 交易配额的要求，颜宁等[17]提出了包含“能量层- 碳流层-管理层”的 IES 运行框架(图 1)。其中，“能 第 48 卷 第 5 期 电 网 技 术 1823 量层”保证系统内能量平衡，“碳流层”约束碳排 放，“管理层”为低碳经济运行进行优化能源调度。 具体而言，能量层根据系统内部多能耦合关

第 48 卷 第 7 期：2469-2482 高电压技术 Vol.48, No.7: 2469-2482 2022 年 7 月 31 日 High Voltage Engineering 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 的优化运行也受到了广泛关注[3]。 准确的模型是 PIES 优化运行的前提。与单一 的电力系统或热力系统不同，PIES 的用能设备和决 策主体更为多样，能源耦合关系及交互决策行为复 2470 高电压技术 2022, 48(7) 杂。此外，PIES 面临着来自不同能源系统的多重不 确定性的影响，这也对其建模分析提出了较大的挑战。 优化算法是支撑 PIES 优化运行的关键。PIES 优化运行问题本质上是一个非凸非线性随机优化问 运行模型。为保证解的可行性，文献[40]利用增强 ILP 算法求解 PIES 的区间优化问题，并通过额外添 加约束条件的方式，将决策结果限制在可行域内。 2472 高电压技术 2022, 48(7) 表 1 PIES 优化运行的不确定性处理方法 Table 1 Uncertainty methods for the optimal operation of PIES 类别

第 48 卷 第 1 期：1-10 高电压技术 Vol.48, No.1: 1-10 2022 年 1 月 31 日 High Voltage Engineering January 31, 2022 DOI: 10.13336/j.1003-6520.hve.20211649 2022 年 1 月 31 日第 48 卷 January 新型电力系统背景下的输变电数字化转型 以新能源为主体的新型电力系统面临诸多新 挑战。如电力电子化程度的快速上升，会引发系统 宽频振荡、谐波、谐振等事故风险[2]。国家积极推 进的源网荷储一体化和多能互补，使多时间、多空 2 高电压技术 2022, 48(1) 间尺度的协调控制变得更加复杂。供电经济性和可 靠性问题进一步凸显，需配套新增调节性电源、抽 水蓄能和新型储能以应对[3-4]。 在新型电力系统的建设过程中，输变电一次设 备的更新换代受诸多因素制约，十余年内都不可能 Fig.3 Digital construction framework of state perception for converter station 4 高电压技术 2022, 48(1) 等温度、各类绝缘缺陷、异物识别、外部锈蚀、套 管破损、异响等进行智能监测，其中，尤其需要加 强对换流变套管的全方位状态感知[29-31]。 如图 4(a)所示的非接触式多物理量智能感知终

7 6.2 1.2% 4.4 - 5 浙江新能 50 8.3 2.0 0.39% - 0.4% 6 晶科科技 48 3.3 - - 12 0.7% 7 中绿电 38 11.8 3.9 0.76% - 1.6% 8 火电 63% 万亿千瓦时 12% n 截至 2024 年底，全国全口径发电装机容量 34 亿千瓦 ，同比增长 15% 。其中火电 14.4 亿千瓦，同比增长 3.9% ，占总装机容量的比重由 48% 下降至 43% ；风电 5.2 亿千瓦，同比增长 18% ，太阳能发电 8.9 亿千瓦，同比增长 45% ，风光装机占总装机容量的比重由 36% 上 升至 42% ；包括风电、太阳能发 96 76 10 3.5 2.5 4.4 159 118 125 36 51 38 7.6 2.3 1.6 3.7 120 33 16 72 102 26 29 48 6.4 2.0 1.1 3.3 资料来源：东吴证券，顺为分析 5.3 1.7 0.8 2.8 4.1 1.4 0.6 2.1 3.5 1.2 0.5 1.8 73 34

12.3 - - 0.37 1.4% 4 节能风电 50 13.7 6.2 1.2% 4.4 - 5 浙江新能 50 8.3 2.0 0.39% - 0.4% 6 晶科科技 48 3.3 - - 12 0.7% 7 中绿电 38 11.8 3.9 0.76% - 1.6% 8 金开新能 36 9.1 1.5 0.29% 3.3 0.4% 9 川能动力 % 资料来源：中国电力企业联合会，中能传媒研究院，顺为分析 n 截至2024年底，全国全口径发电装机容量34亿千瓦，同比增长15%。其中火电14.4亿千瓦，同比增长3.9%，占总装机容量的比重由48% 下降至43%；风电5.2亿千瓦，同比增长18%，太阳能发电8.9亿千瓦，同比增长45%，风光装机占总装机容量的比重由36%上升至42% ；包括风电、太阳能发电以及生物质发电在内的新能源发电装机达到14 公司。 中国风光装机情况：2024年我国风光新增、累计装机358GW、14亿千瓦，十四五以来年 均增长31%、28% 资料来源：东吴证券，顺为分析 21 30 19 20 21 26 72 48 38 76 80 19 21 12 16 29 51 96 118 30 34 23 18 33 26 36 120 159 32 45 53 73 65 56 120

得用户侧不承担碳排放责任，从而缺少参与碳减排 的积极性，当前研究主要集中于如何将发电侧碳排 放责任合理的分配至用电负荷侧，方法大体分为合 作博弈分摊和节点贡献值分摊 2 种。Shapley 法和 广义 Nucleolus 法[48]是合作博弈分摊的典型方法， 该方法的解存在且唯一，并能保证其公平性、有效 性和稳定性，但 Shapley 方法存在用户数目过多而 导致计算复杂度过大的问题；广义 Nucleolus 法的 低碳经济优化运行模型[J]．高电压技术，2022，48(8)： 3190-3200． LI Jiaqi，CHEN Yanbo，CHEN Laijun，et al．Low-carbon economy optimization model of integrated energy system in industrial parks[J]．High voltage Engineering，2022， 48(8)：3190-3200(in trigeneration systems．Part II：analysis techniques and application cases[J]．Energy，2008，33(3)：418-430． [48] MASCHLER M，SOLAN E，ZAMIR S．Game theory[M]． Cambridge：Cambridge University Press，2013． [49] CHENG

开始劣化 提前预知性检修， 设备恢复正常状态， 避免了设备损坏和非计划停机 触发预警 检修完成 预警机制 引入预警 - 预见性分析模式 4 智慧矿山建设亮点 48 第 页 / 共 67 页 48 第 页 / 共 67 页 借助三维模型展示、 GIS 地图等多种呈现 方式来呈现系统运行二三维一体化的运行 呈现。 例如：井下人员、车辆的定位、轨迹，设 备、环境的位置、状态，工作面动态监测， 应用场景试点 • 各级政府积极扶持 • 2017 年贵州省分三期扶持矿山智能安全改造项目 800 个； • 19 年 9 月 12 日河南省开会推进煤矿智能化改造 • 【豫政办 2019 年 48 号河南省煤矿智能化建设实施方案】 • 属于智能制造推广范围 • 各省工信厅下面的装备处或煤炭局负责 • 矿山安全与减人增产是政府和矿山企业共同诉求 5-1 煤炭矿山行业背景和概况 51 第

综合能源服务商业模式分析——基于商业模式画布 [J]. 技术经济，2019，38（5）： 126-132. b 封红丽 . 综合能源服务的演进形态及发展策略 [J]. 电器工业，2020（11）：48-50. · 7 · 第 1 章 综合能源服务商业模式概述 蓄冷蓄热，或在不同领域，投资风电、光伏等可再生能源等。 第二，中小企业以平台业务为主。中小企业较国有企业具有融资成本高、抗风 险 企业多为国有企业，且受限于国 内目前尚无明确的综合能源开发优惠政策，亦无针对综合能源发展与规制的政策性 a 封红丽 . 综合能源服务的演进形态及发展策略 [J]. 电器工业，2020（11）：48-50. · 8 · 综合能源商业模式及风控管理 文件，该类企业往往会因为内部审批制度严格、运营方式严谨而缺乏面对竞争市场 的灵活性。 2.能源相关服务企业 能源相关服务企业主要指节能 户可以自行设定储能系统运行模式，采用低储高发的方式减少自身电费支出。储能 a 刘思强，叶泽，吴永飞，等 . 电化学储能项目商业价值量化模型及竞争策略研究 [J]. 电力系统保护 与控制，2020，48（7）：41-49. · 13 · 第 1 章 综合能源服务商业模式概述 设备可由用户自行维护，或由储能设备厂商提供售后运维服务。对于某些配备有分 布式电源（如分布式光伏发电装置）的用户 a，可以选择与具备资质的设备方、EPC