为了促进可再生能源集成与消纳,打破原有各供用能系统(如供电、供气、供冷/热等)单独规划、单独设计和独立运行的既有模式,以电力为中心,通过冷、热、电、气等多能流的综合规划、协调控制、智能调度与多元互动,实现多种形式能源的转换与多种能源网络的互联互通,提高能源综合利用效率,实现能源可持续发展。在传统节能改造的基础上,结合互联网、大数据、云计算等信息技术,建立信息采集平台、运营管理平台,将多类型能源生产、存储、传输、消费等环节深度融合,并提供系统设计、运行优化等服务。以下是本文主要研究内容:(1)建立了系统从主动配电网升级改造成综合能源系统的优化设计模型,以综合成本最低和综合能效最高为目标,构建隶属度函数进行多目标决策,基于最大满意度法将原多目标问题转化为非线性单目标优化问题,采用混合整型非线性规划模型进行求解。进行算例分析,比较了单目标和多目标优化的配置结果。此外分别对综合能源系统在不同运行方式下进行仿真,分析比较其配置结果。(2)阐述了基于能源集线器的综合能源系统的供能结构,建立了综合能源系统日前经济调度模型,对含有风力、光伏发电系统、CCHP系统以及储能系统的综合能源系统,基于能源集线器建立冷热电功率平衡,采用混合整型线性规划模型求解优化问题。算例分析,对完成优化设计的系统优化运行,在不同电价机制、不同储能配置情况下对不同季节典型日负荷进行仿真,得到优化结果并总结了综合能源系统的调度策略。(3)研究了基于模型预测控制算法的实时优化运行模型,建立了基于PSO-ANN的负荷预测模型,根据最新信息(例如最新的天气信息、系统实际运行数据等),校正后续可再生能源功率及冷热电负荷功率,以日前调度计划为参考值,以有功出力的调整量最小为目标,进行动态滚动优化,引入实时调整层以应对可再生能源和冷热电负荷预测误差带来的扰动,对日前计划进行校正,达到闭环控制。进行算例分析,并研究了控制时长和预测精度对优化结果的影响。(4)建立了半实物综合能源系统仿真平台,平台基于MATLAB/Simulink和LabVIEW软件搭建,包含数据采集、负荷及可再生能源预测、优化设计、优化运行、储能系统仿真、经济性评估、实时监控等模块。半实物仿真平台可组态,为不同用户提供系统设计方案和优化运行策略的咨询服务。