清华新闻网8月14日电 近日，IEEE旗舰期刊《电气与电子工程师协会会报》（Proceedings of the IEEE）刊出了由清华大学电机系智慧能源实验室撰写的26页研究长文“多能源网络分析：标准化建模、优化及碳排放流计算”（“Multienergy Networks Analytics: Standardized Modeling, Optimization, and Low Carbon Analysis”）。论文第一作者为电机系博士生黄武靖，通讯作者为电机系康重庆教授和张宁副教授。

《电气与电子工程师协会会报》期刊实行邀稿制，本期围绕“多能源系统（Multi-Carrier Energy Systems）”主题向全球14个科研团队邀请稿件，作为专辑集中出刊，电机系智慧能源实验室康重庆教授和张宁副教授团队是此次唯一被邀请的中国科研团队。此次多能源系统专辑的联合主编是综合能源系统资深专家、美国物理学会会士、洛斯·阿拉莫斯国家实验室的Michael Chertkov教授和能量枢纽（Energy Hub）理念的创始人、瑞士苏黎世联邦理工学院的Göran Andersson教授。此次专辑一同被邀请的科研团队还有美国国家可再生能源实验室的Mark O'Malley院士团队、墨尔本大学的Pierluigi Mancarella教授团队、苏黎世联邦理工学院Roy Smith教授团队、美国俄亥俄州立大学的Antonio J. Conejo教授团队、美国佐治亚理工学院的Pascal Van Hentenryak教授团队、俄罗斯科学院西伯利亚分院梅伦蒂耶夫能源系统研究所的Nikolai N. Novitsky团队等。

多能源系统能够利用多种能源之间的耦合来提升能源系统的灵活性，进一步提高整体能源利用效率，促进可再生能源的消纳。电机系智慧能源实验室的长文从网络分析理论的角度探讨了如何对多能源系统进行标准化建模、运行和规划优化以及碳排放流分析。

多能源网络建模、分析与优化研究框架

该文将多能源网络划分为两个层次，即：1）以能源转换为重点的，园区、社区等地理范围相对较小的区域级多能源网络，以及2）以能源传输为重点的，大城市、省、国家等地理范围相对较大的跨区级多能源网络。该文首先分析了多能源网络标准化建模方法，包括：1）区域级能源网络的能量枢纽模型，介绍了基于图论的能量枢纽标准化建模方法，实现区域综合能源系统稳态能量流的计算机自动化建模，讨论了如何采用矩阵化建模方法描述能量枢纽中非线性能量转换关系；2）跨区级能源网络的网络模型，介绍了电力、热力、燃气网络广义电路分析理论，深入分析了如何利用拉普拉斯变换以及电力网络分析理论研究热力与燃气网络动态过程及其外部端口等值模型；3）电、热、气负荷预测模型。其次，分别探讨了区域级和跨区级能源网络的规划和运行方法。然后介绍了多能源网络中的碳排放流模型，用于精确分析与能量流相关联的各类终端能源等效碳排放，并分析了碳排放流如何在多能源网络规划和运行中促进碳减排。最后，该文展望了多能源网络领域的几个关键研究方向，包括韧性分析、拓扑辨识和模型聚合等。

上述研究成果作为清华大学-国家电网新一代电力系统联合研究院三项代表成果之一，于8月5日在国家电网公司“国网科技大讲堂”活动中进行线上宣讲交流，上千人通过国网大学网络直播在线观看，宣讲产生强烈反响。

区域级综合能源网络和跨区级综合能源网络

《电气与电子工程师协会会报》是IEEE旗舰期刊，主要发表电气、电子和计算机领域技术发展的深度综述（review）、调研（survey）以及指导性（tutorial）论文。

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/document/9113254

供稿：电机系

编辑：李华山

审核：程曦