1. 研究背景

多能互補網絡是未來能源系統發展的必然趨勢。然而能源種類的多樣性、網絡動態的復雜性以及運行中的不確定因素，導致多能互補網絡運行分析及演化發展面臨巨大挑戰。因此，急需研究多能互補網絡一體化建模方法，分析多能互補網絡跨時間尺度動力學特性及多能流交互機理;研究多能互補網絡演化過程模擬方法，分析其演化機理，預測多能互補網絡未來形態。

2. 研究現狀

目前，針對多能互補網絡已有大量研究，但仍存在一定局限性：1)在建模方面，大多局限于各系統穩態耦合模型簡單，暫態建模與多能流綜合優化運行研究不足。2)在演化方面，主要依賴單目標優化模型，難以考慮多主體利益的沖突;同時，最佳策略固定，難以揭示動態發展機制。3)在仿真方面，缺失對物理-經濟(市場)耦合系統的仿真，難以實現由于新能源波動性、市場行為復雜性等因素導致海量仿真場景的快速計算。

3. 主要創新點

本文分析多能互補網絡運行與演化發展的關鍵技術，探討多能互補網絡中廣義最優能流、運行調度和綜合能源市場(穩態問題)、動態仿真與協調控制(暫態問題)、發展規劃和形態設計(演化問題)，為新一代綜合能源系統分析設計提供決策依據。

3.1 多能互補網絡建模分析

將多能互補耦合網絡抽象為廣義電路，建立廣義能流建模理論框架。然后，研究能量轉換設備耦合特性的準確建模方法，進而建立多能互補網絡的穩態模型;針對多決策主體和不確定性，在工程博弈論框架下構建多能互補網絡的市場模型。最后，集成穩態和暫態模型，根據拓撲連接及信號傳遞關系建立接口方程，建立多種能源網絡暫穩態一體化模型。

圖1 多能互補網絡建模框架

3.2多能互補網絡動態演化機理

首先，采用“關聯規則學習”等分析多能互補網絡演化的驅動因素;其次，基于“復制者動態”構建多能互補網絡演化的動力學模型;最后，利用“演化穩定均衡”分析多能互補網絡演化的最佳終極形態。

圖2 多能互補網絡演化機理分析框架

3.3多能互補網絡仿真模擬技術

首先，基于多Agent構建多能互補系統仿真模擬平臺;其次，采用實際系統進行模型校正和平臺驗證;最后基于其解決多能互補典型工程問題，包括多能互補網絡規劃設計、市場運營機制、連鎖故障模擬及安全防御等。

圖3 多能互補網絡仿真模擬平臺框架

4. 結論

本文分析了多能互補網絡運行及動態演化的關鍵技術，從多能互補網絡建模、動態演化機理及仿真技術三個方面給出了多能互補網絡建模及動態演化機理的研究框架，可為多能互補網絡的相關研究提供參考。

梅生偉，李瑞，黃少偉，魏韡，張雪敏，盧強 .

多能互補網絡建模及動態演化機理初探[J].全球能源互聯網，2018,1(01)：10-22.

Mei Shengwei, Li Rui, Huang Shaowei, Wei Wei, Zhang Xuemin, Lu Qiang. Preliminary Investigation on the Modeling and Evolutionary Analytics of Multi-carrier Energy Systems[J].Journal of Global Energy Interconnection, 2018, 1(01):10-22.

作者：梅生偉1,2，李 瑞1，黃少偉1,2，魏 韡1，張雪敏1，盧強1

單位：1. 電力系統及發電設備控制和仿真國家重點實驗室(清華大學電機系);2. 青海大學啟迪新能源學院