随着全球能源危机以及环境污染问题的日趋严峻,电力能源行业正积极探索可提升清洁能源占比以及能源利用效率的新途径。在此背景下,综合能源系统由于涵盖了电、热、冷、气等多个能源领域,打破了各能源子系统间的孤立现象,可实现能源梯级利用和提升清洁能源的消纳能力,因此得到了电力能源行业的广泛关注。然而,综合能源系统耦合了风、光、热、气等多种能源,对其联合互补调度运行存在较大的困难,是当下亟待解决的问题。因此,本文重点从区域综合能源系统规划、优化、工程实践等三方面关键技术问题开展相关研究,主要包括系统热电能量管理、主动配电网协同优化、区域综合能源系统规划、主动配电网方案设计几个方面。本文具体研究工作如下所示:(1)研究考虑储能寿命的主动配电网规划-运行协同优化提出了一种考虑ESS寿命因素的的主动配电网规划-运行协同优化模型,该模型对ADN和ESS规划问题中储能的寿命因子进行了建模。通过分段线性化,将模型重构为混合整数线性规划模型。考虑ESS寿命因素增加了规划问题的复杂程度,引入了 Benders分解来提高收敛速度。最后,通过算例验证了所提的规划-运行协同优化模型的合理性和有效性。(2)研究考虑CCHP耦合的区域综合能源系统规划提出了一种基于冷热电联供系统的电力、天然气区域综合能源系统规划模型。所构建模型考虑了配电线路、燃气管道的规划和运行,并将CCHP作为电—气耦合枢纽,以区域综合能源系统总投资、运行成本最低为优化目标,进行多阶段规划和多场景分析。通过算例仿真,得到了配电线路、燃气管道的扩容和新建方案以及CCHP的选址定容方案,所得结果验证了模型的合理性。此外,通过和传统分供系统进行对比分析,采用CCHP作为能源耦合枢纽的系统表现出更优的经济性。(3)研究基于自适应一致性算法的区域综合能源系统热电能量管理针对孤岛模式下RIES分布式热电能量管理问题,提出了一种基于自适应一致算法的区域综合能源系统热电能量管理方法,该方法考虑了能源之间紧密耦合特性,以及热-电能量平衡约束,并基于动态能量不匹配的统一协商和独立协商一致性,将热电联产机组的可行域分解为八个搜索子区域,其电能和热能输出可同时满足增量成本一致性要求和热电平衡约束。通过算例验证了所提出的区域综合能源系统热电能量管理方法的合理性与有效性。(4)研究考虑灵活性约束的热电联产微网随机MPC优化调度模型为了平抑并网微网可再生能源和负荷的波动,提出了一种基于多场景随机规划和模型预测控制(Model Predictive Control,MPC)的热电联产微网优化调度模型,并考虑了能量耦合设备爬坡能力的运行灵活性指标。通过算例验证了所提的优化调度策略的有效性和合理性。(5)支撑城市能源互联网的主动配电网方案设计及工程示范以上述理论研究为基础,结合苏州配电网建设需要,开展了交直流混合主动配电网等五项创新性示范项目建设,提出了打造高可靠供电、优质电能质量供应的主动配电网源网荷(储)协调控制的技术方案,从而为苏州城市能源互联网的发展以及国际化能源变革提供支撑。充分利用理论研究的规划及运行模型,提高苏州配电网中多种可调控资源,实现光伏、风电、分布式储能、电动汽车、柔性负荷的协调控制和友好互动,提高分布式电源的接纳能力、区域源荷平衡水平和能源的综合利用效率,为苏州城市能源互联网的发展奠定基础并提供支撑。