综合能源系统作为能源互联网的重要组成部分,其核心是实现能源转换利用、协同优化、耦合互补,提升能源系统的终端能效和智能化水平。2015年以来,国家发布了多项相关政策。2016年7月,国家发改委和国家能源局在《推进多能互补集成优化示范工程实施意见》中要求,“尽快完成首批终端一体化集成供能系统建设,要求有关电网、热力网等做好配套工作”。随着国内综合能源系统建设的不断推进,以及工业园区建设的大力推行,多种新能源加入到工业园区综合能源系统中,实现了“多能互补”,减少了化石能源的消耗。但是,在工业园区综合能源系统电源结构中,煤电仍占据主要地位,光伏、风电等新能源还是辅助作用,同时,各类电源都存在环境外部性。在工业园区综合能源系统不断完善的大背景下,有必要考虑其电源结构的环境外部性问题。本文以工业园区综合能源系统电源结构为研究对象,通过核算煤电、风电及光伏发电环境外部性成本,将之作为综合能源系统单位发电量成本的一部分,同时考虑其他不同类型发电机组的成本特性,以及经济、社会、资源、环境等因素,以单位发电量成本最小化为目标函数,以满足用能需求、保证系统可靠性、控制污染物排放水平等为约束条件,构建计及环境外部性的工业园区综合能源系统电源优化模型,并测算各种类型电源的合理比例。研究内容主要包含以下四个方面:(1)工业园区综合能源系统概述。分别介绍工业园区和综合能源系统的基本情况;分析工业园区综合能源系统构成并绘制其系统构成图;从关联性和外部性等方面,对工业园区综合能源系统电源结构特点进行分析。(2)煤电、风电及光伏发电环境外部性核算模型构建。阐述环境外部性的内涵;分析煤电环境外部性的构成及外部性核算中的特点和难点;运用直接市场法构建煤电环境外部性的核算模型;分析风电及光伏发电环境外部性的构成及外部性核算中的特点和难点;运用全生命周期法构建风电及光伏发电环境外部性的核算模型。(3)工业园区综合能源系统电源优化模型构建。探讨优化思路及优化原则;基于粒子群算法,考虑能量需求约束、电力负荷及可靠性约束等六种约束条件,以单位发电量成本最小为优化目标函数,构建工业园区综合能源系统电源优化模型。(4)计及环境外部性的某工业园区综合能源系统电源优化实证研究。从环境对策成本和环境损失成本等两个方面对煤电环境外部性进行核算;从环境价值成本和环境弥补成本等两个方面对风电及光伏发电环境外部性进行核算;基于外部性核算结果,对某工业园区综合能源系统电源优化问题进行实证分析。研究结果表明,该工业园区综介能源系统300MW煤电机组实际总装机容量较模型计算结果偏大,600MW煤电机组、风电及光伏发电实际总装机容量较计算结果偏小,且考虑煤电、风电及光伏发电环境外部性之后,模型计算得到的300MW煤电机组装机容量会进一步下降,600MW煤电机组理论装机容量应有所上升,但上升幅度小于未考虑外部性的计算结果,风电及光伏发电机组理论装机容量应有所上升。本文的研究结果可以为该园区进一步的优化扩建提供参考,也可以为相关的工业园区综合能源规划政策提供依据。