多能源系统系统优化

在进行初步设计以后，须对系统进行优化。对系统优化能够显著提升设备利用效率、系统经济性及环境效益。优化变量通常包括原动机的类型、容量，系统的运行策略等。

通常从运行现场采集得到的数据一般更准确、真实，基于这些数据进行优化也更为可靠，但获得实际运行数据需要花费大量的时间并需要高昂的运行费用作为支撑，并且只能对具体的某个系统进行研究。使用瞬态仿真方法对系统进行优化，效率高，费用低，系统运行条件(包括原动机类型、容量、当地气候等)更改简便，因此大部分现有研究均采用计算机仿真对多能系统进行优化。常用的优化算法有混合整数线性规划法、混合整数非线性规划法、随机优化法、遗传算法等。2100433B

（1）以热定电：系统首先满足用户的热需求，发出的电提供给用户，如果电量不足或剩余，则从电网补充或上网售电

（2）以电定热：系统首先保证满足用户的电需求，所发出的热量提供给用户以满足热需求，如果热量不足，则采用锅炉补燃，如果热量过剩则废弃或采用一个蓄热罐储存。

（3）持续运行：系统在预定时间内持续运行，不考虑能源需求的变化，这种运行策略适用于原动机不能够灵活调节功率的情况，如果系统所生产的能源能满足覆盖用户的需求，则余电长期上网，反之，则长期从电网购电。

（4）调峰运行：系统仅在负荷高峰期间运行，以降低用能高峰期间从电网购得的电能。

多能源系统是指冷、热、电、气等多种能源系统在能源生产、传输、使用等环节耦合而形成的一种新的能源系统观。多能源系统充分利用不同形式能源的互济与互补，提高系统经济性，提升系统灵活性，增加系统可靠性，挖掘系统互补性。

化石能源的枯竭和环境日益恶化的双重压力下，综合能源系统的概念应运而生。综合能源系统的相关研究已经得到国际社会的广泛关注，然而其可靠性评估研究仍处于起步阶段。首先介绍了综合能源系统的定义、典型结构以及发展意义等，进而对其可靠性评估的研究现状及亟待解决的问题进行了归纳，最后围绕亟待解决的问题，从模型、算法及评价指标系统3 个方面对综合能源系统可靠性评估未来的研究方向进行展望。

综合能源系统涉及电、气、冷/热等多种不同的能源形式，各种能源形式在生产、传输、消费及存储等环节中存在明显的特性差异，同时它们之间还存在复杂的相互转化和耦合关联。此外，相对于传统的单一供能系统，能源系统与信息通信技术的深度融合使得综合能源系统的运行模式发生显著的变化。上述特性给综合能源系统可靠性评估的建模、算法及评价指标带来了一系列的问题，基于大数据、云计算以及机器学习的可靠性评估建模，充分利用信息流实现系统运行状态准确模拟和快速评估的可靠性评估算法，针对不同供能形式特性的可靠性评价指标体系将是综合能源系统可靠评估未来的研究方向。 2100433B

由于提高能源综合利用率、促进可再生能源开发利用以及保证能源供应安全可靠等一系列的优势，综合能源系统的发展已经得到国际社会的广泛关注，成为国际能源领域重要的战略研究方向。美国早在2001 年就提出了综合能源系统的发展计划，更于2007 年将综合能源系统的研究上升到国家能源战略的高度。欧洲和日本等70 余个地区和国家促进能源可持续利用的角度，开展了一系列的综合能源系统研究计划，并综合能源系统的概念、运行方式及经济性分析等方面的研究已取得了初步的成果。

相比国外，我国的综合能源系统研究也已经起步，并有一系列的研究成果发表。有研究人员将综合能源系统的相关研究归纳为建模与仿真、规划、运行与优化控制、安全性理论与方法、效益评估与运营机制等几个方面，具体分析了国内外综合能源系统的研究现状，针对我国综合能源系统发展中面临的一些问题给出了相应的建议，并指出我国综合能源系统的研究发展是关乎国家能源安全、涉及国家社会经济发展的战略问题。

由此可见，国内外综合能源系统的相关研究已经在综合能源系统的概念和框架、多能流分析与计算、建模与仿真、规划与运行控制以及经济性分析与优化等方面取得了初步的成果。然而，作为系统规划与运行的基础，针对综合能源系统可靠性评估的相关研究仍处于起步阶段。

王如竹、翟晓强编著的这本《绿色建筑能源系统》通过介绍主要高效节能技术的工作原理以及运行实验，并结合一些工程实例详解部分技术的应用方案，为绿色建筑能源系统的设计和研究提供借鉴。此外，在我国大力发展绿色建筑之际，该书的及时出版更可为设计师以及开发商提供一些较为合理的技术路线和设计参数。