潘益，王明深,，葉昱媛，張宸宇，繆惠宇，鄭建勇

（1.國網(wǎng)江蘇省電力有限公司電力科學研究院，江蘇省 南京市 211103；2.東南大學電氣工程學院，江蘇省 南京市 210096；3.國網(wǎng)江蘇省電力有限公司檢修分公司，江蘇省 南京市 211102）

0 引言

在能源系統(tǒng)轉(zhuǎn)型與能源互聯(lián)網(wǎng)的大背景下，綜合能源系統(tǒng)（integrated energy system，IES）作為一種以電能為核心，協(xié)調(diào)優(yōu)化多種異質(zhì)能源形式、提供優(yōu)質(zhì)能源服務的物理載體，對提高能源綜合利用率，促進可再生能源的消納，實現(xiàn)多能互補以及能量的階梯利用具有重要意義[1-3]。

綜合能源系統(tǒng)多能流建模與能流求解是綜合能源系統(tǒng)構建、運行管理的前提與基礎。基于系統(tǒng)建模，開展混合潮流計算是后續(xù)優(yōu)化調(diào)度與安全分析的核心。目前單一供能網(wǎng)絡的能量流計算已有較為成熟的模型，但對于多種供能網(wǎng)絡耦合的聯(lián)合潮流計算，其研究還有待深入[4-5]。對于現(xiàn)有計算方法的研究，主要可以分為統(tǒng)一求解與解耦求解2大類[6-9]。統(tǒng)一求解法多通過建立多能源系統(tǒng)的矩陣方程并構造雅克比矩陣，結(jié)合牛頓–拉夫遜算法進行聯(lián)合求解；解耦求解對各能源子系統(tǒng)進行獨立求解，并通過能源耦合元件實現(xiàn)變量的迭代更新至誤差在允許范圍內(nèi)。文獻[10]針對熱電耦合網(wǎng)絡，同時利用這2類方法對熱電潮流進行求解并進行了對比分析；文獻[11]提出了一種適用于電/熱/氣綜合能源系統(tǒng)的擴展牛–拉法多能流計算方法，實現(xiàn)多能流的統(tǒng)一計算。多能流的統(tǒng)一求解具有較高的普適性，較為直觀，但模型較為復雜，對求解算法的要求較高，收斂性無法保證。文獻[12]針對區(qū)域綜合能源系統(tǒng)各能源子系統(tǒng)的不同耦合程度，提出了一種基于順序求解思路的電力–天然氣混合潮流算法，將天然氣與電力網(wǎng)絡分開求解，簡化了計算的復雜度；文獻[13]針對輻射型供熱網(wǎng)，提出了熱網(wǎng)潮流的前推回代計算方法并利用牛–拉法計算電網(wǎng)潮流，實現(xiàn)熱電聯(lián)合系統(tǒng)的解耦計算。

目前，上述的多能流求解方法多針對特定的拓撲進行構建，而不同的能量樞紐（energy hub，EH）運行方式將對整個能源網(wǎng)絡的拓撲參數(shù)產(chǎn)生影響，進而改變混合能量流的分布情況，因此這些多能流求解方法未必兼顧不同運行模式，使得普適性難以得到保障。

本文針對電、氣、熱耦合型綜合能源系統(tǒng)，構建不同能源子系統(tǒng)能量流的獨立求解模型及方法，并提出以分布式順序求解算法為核心的混合能量流計算流程，依托EH單元輸入輸出的鉗制約束對各能源子系統(tǒng)的能流進行迭代校正，實現(xiàn)EH在不同運行模式下的能流流程化求解。

1 電–熱–氣綜合能源系統(tǒng)建模

1.1 電-熱-氣能源子網(wǎng)絡能流獨立求解方法

對于電、熱、氣各能源子網(wǎng)絡的獨立建模，目前已有較為豐富的研究，具體建模方法可參考文獻[14-16]，本文不再贅述。

綜合能源系統(tǒng)中的電力子系統(tǒng)潮流采用傳統(tǒng)牛–拉法進行求解。對于結(jié)構簡單的輻射狀熱力網(wǎng)，可采用前推回代法[13]進行溫度、流量的迭代計算。對于較復雜的多源環(huán)狀熱網(wǎng)，為提高求解效率，考慮以溫度–流量模型[17]為基礎，改寫為如式（1）描述的熱網(wǎng)狀態(tài)矩陣方程：

式中：HSP為系統(tǒng)已知的熱功率信息，當HSP對應EH與熱網(wǎng)交互的熱功率，M=mq=?Am；當HSP對應節(jié)點熱功率，M=m；m與mq分別表示各管道支路流量以及流經(jīng)熱源或負荷節(jié)點的流量；K為管道阻力系數(shù)矩陣[10]；B表示支路–回路關聯(lián)矩陣；Cs，bs，Cr，br分別表示供熱、回水網(wǎng)絡拓撲、熱媒流量與節(jié)點溫度有關的矩陣，具體構造方法如文獻[11]所述。Ts與Tr分別包括熱源EH側(cè)供回水溫度以及熱媒匯聚節(jié)點供回水溫度2部分。

根據(jù)狀態(tài)矩陣方程，利用牛–拉法，構造雅克比矩陣對式（1）進行迭代求解，其中待求狀態(tài)量包括xh=[Ts,Tr,m]。

天然氣網(wǎng)絡能流計算時同樣考慮先將系統(tǒng)潮流方程組改寫為式（2）所示的矩陣形式，進而構造天然氣系統(tǒng)潮流矩陣方程：

式中：A1與B1分別表示為簡約的節(jié)點-管路關聯(lián)矩陣與管路–節(jié)點關聯(lián)矩陣；AT為節(jié)點–管路關聯(lián)矩陣的轉(zhuǎn)置；Pf與ΔPl分別代表節(jié)點壓力降矩陣與管道壓力降矩陣；Ql與L分別代表管道流量矩陣以及節(jié)點氣負荷矩陣；Φ(?)與Φ'(?)分別代表流量函數(shù)與壓力降函數(shù)，兩者互為反函數(shù)，天然氣系統(tǒng)潮流矩陣方程的具體構造流程可詳見參考文獻[18]?；谔烊粴庀到y(tǒng)潮流矩陣方程，同樣利用牛–拉法，構造雅克比矩陣對式（2）進行迭代求解，其中待求狀態(tài)量包括xg=[Pf, Ql]。

1.2 EH建模

各供能網(wǎng)絡間的耦合與多能形態(tài)的轉(zhuǎn)化通常由IES的EH完成。目前通常利用能源集線器模型[19-20]對EH單元進行描述。

EH內(nèi)部包含較多的能量轉(zhuǎn)換與存儲環(huán)節(jié)，不同的能源元件配置與組合形式將對EH的外部輸出特性產(chǎn)生影響，本節(jié)選擇2種典型的結(jié)構進行分析說明。

圖1所示為第1類EH結(jié)構，主要分布在負荷側(cè)，輸入端連接外部多能流網(wǎng)絡負荷節(jié)點，輸出端直接向用戶側(cè)供能，外部能源網(wǎng)絡輸入的各種形式能量經(jīng)EH單元轉(zhuǎn)換為滿足用戶多元需求的電、熱、冷、氣負荷，此類EH的輸入輸出耦合關系可表示為

圖2所示為第2類EH結(jié)構，主要分布在源測，為能源網(wǎng)絡末端的多元負荷供能。輸入端主要連接天然氣站負荷節(jié)點以及各類分布式能源，輸出端主要連接能源網(wǎng)絡的源節(jié)點，輸出的冷熱電氣能通過各類輸能網(wǎng)絡輸送至用戶側(cè)，此類EH的輸入輸出耦合關系可表示為

式中：Le、Lh、Lc、Lg分別為電、熱/冷、氣負荷；ω1與ω2為電能分配系數(shù)；θ為熱能分配系數(shù)；σ為天然氣分配系數(shù)；ηT、、ηEB、ηEC、ηAC、ηex分別表示變壓器效率、熱電聯(lián)產(chǎn)（combined heat and power，CHP）機組的電效率、熱效率、電鍋爐制熱效率、電制冷機與吸收式制冷機的制冷效率以及熱交換器效率；與ηGB分別表示熱泵與燃氣鍋爐的制熱效率；與分別代表分布式光伏與風機的發(fā)電功率；ηP2G為P2G設備的轉(zhuǎn) 換 效 率；以 及分 別 代 表 電、熱、冷、氣儲能單元功率。

1.3 EH運行模式劃分

根據(jù)EH在能源傳輸網(wǎng)絡中的作用，可從能源網(wǎng)絡層面將其劃分為4種運行模式。

圖1 第1類能量樞紐結(jié)構Fig.1 Structure of the first type of energy hub

圖2 第2類能源樞紐結(jié)構Fig.2 Structure of the second type of energy hub

模式1：此模式下各EH節(jié)點對于電–熱–氣輸能網(wǎng)絡而言均為負荷節(jié)點，綜合能源網(wǎng)絡的平衡節(jié)點分別由外部電源（上級電網(wǎng)）、熱源（上級換熱站）及氣源（上級燃氣站）承擔，各EH從各輸能網(wǎng)絡獲得能量后經(jīng)轉(zhuǎn)換直接向所接負荷供能，其輸入輸出約束關系同式（3），在多能流穩(wěn)態(tài)計算時各能源網(wǎng)絡可獨立進行求解。

模式2：此模式下選擇某一具有充足容量、穩(wěn)定熱能輸出的EH作為熱力網(wǎng)平衡節(jié)點，即熱網(wǎng)側(cè)的熱力流平衡由此EH實現(xiàn)，其余EH視為PV/PQ節(jié)點、普通熱源節(jié)點及天然氣負荷節(jié)點，EH的輸入輸出約束關系同式（4）。此時，各EH所接入的電力網(wǎng)側(cè)潮流由外部電網(wǎng)平衡，因此各EH單元的功率輸出波動僅對平衡節(jié)點處的EH單元出力產(chǎn)生影響，各能源網(wǎng)絡處于弱耦合狀態(tài)。

模式3：此模式下選擇某一具有充足容量、穩(wěn)定、動態(tài)響應快速的EH作為電力網(wǎng)絡側(cè)的平衡節(jié)點，其余EH節(jié)點均視為PV/PQ節(jié)點、普通熱源節(jié)點及天然氣負荷節(jié)點。此時，各能源網(wǎng)絡的耦合狀態(tài)與模式2類似。

模式4：此模式下選擇兩個EH分別作為電力網(wǎng)與熱力網(wǎng)的平衡節(jié)點，其余EH節(jié)點均視為PV/PQ節(jié)點、普通熱源節(jié)點及天然氣負荷節(jié)點。此時，各能源網(wǎng)絡處于強耦合狀態(tài)，電網(wǎng)側(cè)及熱網(wǎng)側(cè)的潮流均由EH單元實現(xiàn)平衡與調(diào)節(jié)。

2 綜合能源系統(tǒng)混合能量流計算

2.1 綜合能源網(wǎng)絡狀態(tài)量分析

在開展綜合能源系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)能流計算前，需要明確各能源網(wǎng)絡所包含的狀態(tài)量。電力/熱力/天然氣供能網(wǎng)絡通過EH進行耦合，各網(wǎng)絡間根據(jù)耦合程度的不同將獲得不同的運行狀態(tài)量。

對于電力網(wǎng)絡，狀態(tài)量主要包括節(jié)點電壓幅值與相角、節(jié)點注入的有功與無功功率，節(jié)點類型主要有平衡節(jié)點、PV與PQ節(jié)點3類；對于熱力網(wǎng)絡，狀態(tài)量主要包括管道熱媒流量、供回水溫度以及節(jié)點注入的熱功率，節(jié)點類型主要有熱源節(jié)點（又分為平衡熱源節(jié)點與普通熱源節(jié)點2類）、負荷節(jié)點（已知負荷熱功率及節(jié)點回水溫度）以及其他節(jié)點；對于天然氣網(wǎng)絡，狀態(tài)量主要包括節(jié)點壓力及管道氣流量，節(jié)點類型主要包括壓力已知節(jié)點和流量已知節(jié)點，其中壓力已知節(jié)點多為氣源節(jié)點且至少有一個氣源節(jié)點設置為天然氣平衡節(jié)點，流量已知節(jié)點則多為負荷節(jié)點。各能源網(wǎng)絡具體的節(jié)點類型及待求狀態(tài)量等信息如表1所示。

2.2 混合能量流求解方法

綜合能源系統(tǒng)多能流求解方法主要有統(tǒng)一求解與分布式順序求解2類。統(tǒng)一求解法雖然能提供統(tǒng)一的求解模式，便于理解，但在求解時包含大量的待求解變量，雅克比矩陣維度巨大，求解復雜度較高，且模型收斂性也無法保證。而分布式順序求解法能夠充分利用電、氣、熱各網(wǎng)絡潮流已有的計算求解模型，實現(xiàn)各能源網(wǎng)絡的獨立求解，大大提高了求解效率，縮減了求解復雜度。因此，本文主要依托分布式順序求解法對前節(jié)所述的EH 4種典型運行模式開展多能流求解方法的研究。

圖3所示為本文綜合能源系統(tǒng)多能流求解流程。模式1、模式2與模式3求解流程類似，各能源子系統(tǒng)利用各自現(xiàn)有成熟的求解模型依次進行獨立求解；模式4由于各能源系統(tǒng)耦合程度較深，求解流程相對更為復雜。選擇模式1與模式4兩種具有代表性的運行場景下的能流計算過程進行分析說明。

1）對于模式1，其求解流程相對簡單，歸納如下：

步驟1：獲取各EH輸出端所接的氣、電、熱、冷負荷信息；Lg、Le、Lh、Lc，根據(jù)式（3）描述的EH單元內(nèi)部耦合關系矩陣分別計算各EH輸入功率，各EH單元可視為電力、熱力及天然氣網(wǎng)絡對應接入節(jié)點的等效負荷；

步驟2：熱力系統(tǒng)潮流的獨立求解；基于熱網(wǎng)側(cè)潮流計算，熱網(wǎng)中各循環(huán)水泵的耗電功率等效為電力網(wǎng)絡側(cè)的電負荷；

表1 電–熱–氣綜合能源系統(tǒng)狀態(tài)量信息Table 1 Information of state variables for IES containing electricity, thermal and gas networks

圖3 綜合能源系統(tǒng)多能流求解流程Fig.3 Flowchart for multi-energy flow calculation of IES

步驟3：天然氣系統(tǒng)潮流的獨立求解。若天然氣系統(tǒng)中含有電力驅(qū)動型壓縮機，則還需額外計算壓縮機的耗電功率，等效至電力網(wǎng)絡側(cè)的電負荷；

步驟4：基于電力網(wǎng)絡側(cè)已知參數(shù)，利用牛–拉法求解電力網(wǎng)絡潮流；

步驟5：輸出電/氣/熱網(wǎng)絡多能流計算結(jié)果。

2）對于模式4，由于同時選擇兩個EH單元分別作為電力與熱力系統(tǒng)的平衡節(jié)點，因此各能源子系統(tǒng)間的耦合程度最高。與其他幾種模式相比，模式4在各能源子系統(tǒng)能流獨立求解的基礎上，需要額外增加考慮耦合元件輸出功率偏差約束的聯(lián)合迭代求解過程?？蓺w納如下。

步驟1：首先選擇兩個EH單元分別作為電力側(cè)與熱力側(cè)的平衡節(jié)點，同時確定除平衡節(jié)點外的其他EH單元運行模式；

步驟2：依據(jù)EH耦合關系及運行模式計算除平衡節(jié)點外的EH單元熱電輸出功率Po,h、Po,e及輸入側(cè)天然氣功率

步驟3：進入熱電系統(tǒng)潮流聯(lián)合迭代求解過程。

②其次，根據(jù)EH耦合關系及運行模式計算電力平衡節(jié)點的輸出熱功率

③基于熱力側(cè)已知條件，進行熱力系統(tǒng)的潮流求解，若熱力側(cè)潮流不收斂，則需修正EH單元的運行模式及相關運行參數(shù)，返回步驟2，直至熱力潮流收斂；

④基于當前迭代過程中的熱力潮流計算結(jié)果，獲取熱力平衡節(jié)點處的EH單元輸出熱電功率并計算水泵耗電功率；

⑤基于電力側(cè)已知條件，進行電力子系統(tǒng)的潮流計算，若電力側(cè)潮流不收斂，則同樣需修正EH單元的運行模式及相關運行參數(shù)，返回步驟2，直至電力潮流收斂；

⑥獲取電力平衡節(jié)點處EH單元的熱電輸出功率，計算相鄰兩次迭代過程的電力平衡節(jié)點處EH單元電輸出功率偏差，若滿足收斂條件則熱電系統(tǒng)潮流聯(lián)合迭代求解過程完成，輸出熱力/電力側(cè)的潮流計算結(jié)果，反之，則需用當前第t次迭代時電力平衡節(jié)點處EH單元的電輸出功率初始化第（t+1）次迭代過程的，重新依次執(zhí)行步驟3，直至迭代過程完成；

步驟4：進行天然氣系統(tǒng)潮流的獨立求解。同樣需要處理不同壓縮機類型的等效電力負荷計算問題，處理方式與模式1相同；

步驟5：輸出電/氣/熱網(wǎng)絡多能流計算結(jié)果。

此外，若考慮P2G技術的應用，則考慮采用合同電轉(zhuǎn)氣的商業(yè)模式[21]，將P2G環(huán)節(jié)對應的天然氣與電力節(jié)點分別等效為定流量節(jié)點與PV節(jié)點，進而參與多能流的計算。

3 算例分析

3.1 綜合能源網(wǎng)絡狀態(tài)量分析

為驗證本文所提多能流計算方法的有效性，以改進的IEEE14節(jié)點電力系統(tǒng)、15節(jié)點區(qū)域熱力系統(tǒng)、14節(jié)點天然氣系統(tǒng)以及兩個EH（EH1和EH2）構成的電–熱–氣綜合能源系統(tǒng)作為算例進行仿真分析。

如圖4所示，電、氣、熱各能源子系統(tǒng)通過兩個EH單元進行耦合。天然氣子系統(tǒng)的平衡節(jié)點為Gs1，通過外部氣源輸入調(diào)節(jié)整個天然氣網(wǎng)絡的平衡，氣源節(jié)點的壓力已知為1000 psia，壓縮機為燃氣輪機驅(qū)動型。EH1的熱網(wǎng)側(cè)接入點為Hs6，電網(wǎng)側(cè)接入點為Bs3，天然氣網(wǎng)接入點Gs14視為天然氣負荷節(jié)點；EH2的電網(wǎng)側(cè)接入點為Bs1，熱網(wǎng)側(cè)接入點為Hs7，天然氣接入點Gs3視為天然氣負荷節(jié)點。其中，熱力子系統(tǒng)中各熱力負荷節(jié)點回水溫度設置為30 ℃，熱源節(jié)點供水溫度為90 ℃。兩個EH的拓撲結(jié)構如圖2所示，但暫不考慮輸冷環(huán)節(jié)，因此忽略吸收式制冷機及蓄冷等設備。EH單元的配置參數(shù)以及各能源子系統(tǒng)的基本參數(shù)見附表A1—A6。

圖4 電-熱-氣綜合能源系統(tǒng)算例結(jié)構Fig.4 Case diagram of IES containing electricity, thermal and gas networks

3.2 仿真結(jié)果分析

基于本文所提方法，利用MATLAB編寫程序，針對2種不同場景對算例進行多能流求解與分析，計算結(jié)果如表2—6所示。

場景1：運行于模式4。EH1的熱網(wǎng)側(cè)接入點Hs6視為熱力平衡節(jié)點，電網(wǎng)側(cè)接入點Bs3視為PV節(jié)點，天然氣網(wǎng)接入點Gs14視為天然氣負荷節(jié)點；EH2的電網(wǎng)側(cè)接入點Bs1視為電力平衡節(jié)點，熱網(wǎng)側(cè)接入點Hs7視為普通熱源節(jié)點，天然氣接入點Gs3視為天然氣負荷節(jié)點。

場景2：運行于模式2。電力側(cè)并網(wǎng)運行，并網(wǎng)點（電力平衡節(jié)點）為Bs6，外部電網(wǎng)等效為G2，即電力側(cè)網(wǎng)絡的平衡由G2調(diào)節(jié)。EH1的熱網(wǎng)側(cè)接入點Hs6視為熱力平衡節(jié)點，電網(wǎng)側(cè)接入點Bs3視為PV節(jié)點，天然氣網(wǎng)接入點Gs14視為天然氣負荷節(jié)點。而EH2的電網(wǎng)側(cè)接入點Bs1視為PV節(jié)點，熱網(wǎng)側(cè)接入點Hs7視為普通熱源節(jié)點，天然氣接入點Gs3視為天然氣負荷節(jié)點。

表2 電力子系統(tǒng)潮流計算結(jié)果Table 2 Calculation results for electricity flow

表3 電力子系統(tǒng)各發(fā)電單元出力Table 3 Output of each electricity generation unit

表4 熱力子潮流計算結(jié)果Table 4 Calculation results for thermal flow

表5 天然氣子系統(tǒng)潮流計算結(jié)果Table 5 Calculation results of natural gas flow of natural gas subsystem

表6 天然氣子系統(tǒng)壓縮機耗氣量計算結(jié)果Table 6 Gas consumption calculation results of the compressors of natural gas subsystem

根據(jù)混合潮流計算結(jié)果可知，對于電力子系統(tǒng)，2種不同場景下支路的有功潮流分布及節(jié)點電壓分布產(chǎn)生一定差異，但整體數(shù)值較為接近。場景2中EH2的有功出力設置為8 MW，且各PV節(jié)點的無功儲備充足，經(jīng)計算平衡節(jié)點對應的G2機組有功出力為6.76 MW，2種場景下的節(jié)點電壓幅值均在0.9～1.1 pu之間，未出現(xiàn)電壓越限情況。此外2種場景僅運行模式不同，網(wǎng)絡參數(shù)基本保持一致，因此2種場景下的潮流未發(fā)生明顯轉(zhuǎn)移，潮流計算結(jié)果較為接近。

對于熱力子系統(tǒng)，由計算結(jié)果可知，不同運行場景下的負荷節(jié)點管道流量變化較小，但主管道l11—l16對應的管道熱水流量差異明顯。兩種場景下，EH1的熱網(wǎng)接入點均為熱力平衡節(jié)點，承擔熱網(wǎng)側(cè)的潮流平衡調(diào)節(jié)。場景1下EH1與EH2的熱功率輸出分別為16.43 MW與5.03 MW，管道熱水匯流節(jié)點為Hs2；場景2下EH1與EH2的熱功率輸出分別為12 MW與9.43 MW，管道熱水匯流節(jié)點變?yōu)镠s3。可見，EH1熱源輸出熱功率的降低使得EH1附近的管道l14、l15流量降低，而EH2熱源附近管道l11與l16的流量隨著EH2單元熱功率出力的增加而增大。

對于天然氣子系統(tǒng)，部分節(jié)點等效氣負荷的改變使得天然氣管道流量與節(jié)點壓力分布產(chǎn)生變化。場景2下管道gl5、gl6、gl7的氣流量相較于場景1明顯增加，節(jié)點Gs6、Gs7、Gs8壓力值也存在明顯提升，可能對系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響。因此有必要考慮IES系統(tǒng)在不同運行模式下的能流分布情況，識別脆弱環(huán)節(jié)，通過合理配置EH單元及網(wǎng)絡參數(shù)，保障系統(tǒng)在不同運行模式下均具有足夠的安全裕度。

此外，圖5展示了本文所提多能流求解算法在不同場景下的收斂曲線。由圖5可知，此算法有著較為理想的收斂速度，僅需經(jīng)過少量迭代即可收斂到很小的誤差范圍內(nèi)，從而驗證了本節(jié)算法的有效性。同時，由于場景2下熱/電/氣網(wǎng)絡的耦合程度相對較低，求解復雜度較低，因此與其他場景相比具有更快的收斂速度。

圖5 不同場景下的收斂曲線Fig.5 Convergence curves in different cases

此外，基于本文所提能量流求解方法，進一步分析EH單元在不同運行模式下IES的N-1靜態(tài)安全校驗情況。同樣以場景1與場景2為例進行分析，對應的關鍵元件N-1校驗結(jié)果如附圖B1與附圖B2所示。由圖可見，對于場景1，EH2單元處于離網(wǎng)運行狀態(tài)，各能源子系統(tǒng)耦合程度較高，在關鍵元件（發(fā)電機組G1、G2）N-1情況下，電力側(cè)的潮流越限將通過耦合單元影響其他能源系統(tǒng)的運行狀態(tài)，可能引起有故障的跨能源系統(tǒng)傳播，增大了系統(tǒng)整體的安全運行風險。對于場景S2，EH2單元運行于并網(wǎng)狀態(tài)，系統(tǒng)整體的耦合程度較低，電力側(cè)安全運行的調(diào)節(jié)能力更強，使得系統(tǒng)具有比場景S1更為理想的靜態(tài)安全性能。

可見，EH單元的不同運行模式將對IES系統(tǒng)整體運行狀態(tài)產(chǎn)生影響，強耦合下的IES系統(tǒng)在具有高靈活性與互補互濟特性的同時往往更容易引起較低的安全運行裕度。同時也驗證了本文所提能流計算方法在系統(tǒng)運行狀態(tài)與安全性分析方面的有效性。

4 結(jié)論

1）EH作為各能源子網(wǎng)絡的耦合互動橋梁，不同的運行模式將對不同能源子系統(tǒng)間的耦合深度以及整個綜合能源能量流分布產(chǎn)生顯著影響，體現(xiàn)了考慮能量樞紐運行模式的必要性。

2）本文所提混合能量流求解算法具有較好的收斂性，避免了牛–拉法統(tǒng)一求解系統(tǒng)能量流時可能存在的模型維度大、收斂性無法保證等問題，具有一定的應用價值。

此外，對于多時間尺度下能源網(wǎng)絡的動態(tài)特性研究還有待深入，同時可考慮結(jié)合系統(tǒng)實際運行數(shù)據(jù)，對模型作進一步修正，提高其準確性與適應性。

（本刊附錄請見網(wǎng)絡版，印刷版略）