伴随能源互联网与智慧能源系统的发展,能源系统的优化配置及优化运行是当前的研究趋势之一。在优化过程中,为了提高能源利用效率、加大可再生能源使用比例,实现各区域能源系统之间的能源互联互补,本文针对能源系统内部以及能源系统之间的能量传输问题,将能源网与交易网、信息网融合,在满足经济性、环保性目标条件下,确定能源系统的运行策略。研究表明,以能源云理论为指导,以数学软件为工具,有利于推动能源系统的新模式发展,加速推进智慧城市发展进程。本文主要对能源云技术理论发展及能源系统运行优化进行了探索和分析,主要工作如下:(1)阐述了国内外能源互联网技术发展现状,对能源系统运行优化方面的学术研究归纳总结。(2)在能源云技术理论背景下,首先从能源属性关系入手,进一步分析了物联网技术、大数据技术在能源云技术路线中的关键作用。其次,归纳了未来能源云技术下能源系统特性,梳理了能源系统优化控制框架。将能源云技术下的能源系统与传统能源系统进行多角度对比,提出了从采集层、存储层、分析层到应用层的优化流程。本文定义了“供应区”与“需求区”两个概念,同时给出了动态负荷计算理论与设备模型,为下一步解决目标优化问题奠定理论基础。(3)针对单区域能源系统,以经济性优化目标为例,引入储能装置,建立了单目标运行优化模型,用于“自给自足”能源系统运行优化策略的制定。利用多种能源输入、能源转换设备进行能量输出的实际能源系统进行分析,采用混合整数线性规划算法,将区域动态负荷需求带入来确定运行策略。经模拟优化,结果与原方案对比,其年运行费用降低了28.23%,验证了该模型在单区域能源系统运行优化的合理性,其能够灵活地适应不同能源形式、不同地区特征的能源系统运行优化。(4)针对多区域能源系统:(1)首先,分别以经济性、环保性为优化目标建立目标函数及其对应的约束条件,采用两阶段多目标优化方法,对多区域能源系统进行协调优化。第一阶段为单目标加权法规划,先将“供应区”、“需求区”目标函数解耦,然后求解不同优化目标下的机组运行结果及对应的运行成本,再采用熵权法确定客观权重、专家调查法确定主观权重相结合的组合赋权法,确定各时刻下不同目标权重;第二阶段采用模糊集理论的最大算子法制定综合经济性、环保性目标下的协调优化运行方案。(2)其次,以实际工程为例,利用MATLAB软件模拟出不同目标下的机组运行结果,并进行分析讨论,为限定目标条件下的能源系统运行方案提供理论与技术指导。为了评估该两阶段多目标优化方法的准确性与可行性,采用了灰色关联投影评价法进行了结果验证。最后,将优化方与传统方案进行对比分析。通过计算发现,在能源云理论指导下,采用本文提出的能源系统运行优化算法,区域能源系统较传统方案在投资与运行成本均有所下降。(5)通过建立系统级可靠性评价体系,确定评价指标及计算方法,并用于实际算例中,计算结果表明,采用多能互补的能源系统较传统单一能源方式更可靠。本文分别以单区域能源系统、多区域能源系统为研究对象,通过收集用户侧需求信息数据,实现各品位、各种类能源的优势互补、互联互通,确定优化目标下的供应侧运行优化调配方案,满足需求侧的能量需求。