综合能源系统：机理、规划与控制

串联底层机理 — 项目规划 — 系统控制全链条的权威工具书，本书填补学科与工程落地中间空白。
权威作者背书：多所高校顶尖团队，科研 + 项目双重经验加持。

本书聚焦于综合能源系统(IES)在“双碳”目标和能源转型背景下的重要作用与关键技术路径。面对全球气候变化和能源结构调整的迫切需求，系统阐述了综合能源系统的关键理论、规划方法与控制技术。
本书内容分为机理篇、规划篇与控制篇。首先从耦合建模、能量管理和效益评估三个方面展开，揭示综合能源系统中多种能源耦合与协同的本质机制，为全书提供理论基础;接着围绕综合能源系统的低碳与零碳发展目标，系统提出多场景、多尺度下的优化规划理论与方法，为综合能源系统的低碳化、智能化布局提供了理论支撑与可行路径;最后聚焦于综合能源系统的运行控制与调度优化，构建了以人工智能和数据驱动为核心的控制体系。
本书理论联系实际，兼具学术价值与指导意义，可供动力与电气工程、能源系统等领域的高校师生与科研人员，以及能源、电力行业的工程技术人员和管理决策者参考阅读。

高等院校教师

前言
英文缩写对照表
机理篇
第1章概述
11综合能源系统构成要素及
特征
111电力系统
112天然气系统
113热能和冷能系统
114其他能源系统
115多能源系统的协同与耦合
特性
12综合能源系统研究及应用
121综合能源系统的研究现状
122综合能源系统的典型应用
123综合能源系统在未来能源
格局中的作用
13综合能源系统的关键技术
131综合能源系统多能流耦合
统一建模、能量网络理论与
系统分析技术
132综合能源系统规划优化
技术
133综合能源系统能量梯级利用
率及供应灵活度提升技术
第2章综合能源系统耦合设备及
能量流建模
21能量转化与传递机制
211热电联产机组
212电热泵
213电锅炉
22气/热流量的“交流电”
变换
221气/热流量的广义直流
变量定义
222广义直流变量的交流
等效方法
23功率变换特性统一等值建模
231耦合设备功率变换物理
特性等值建模
232电热泵与电锅炉
233热电联产机组
24气/电/热能量流模型
241变量初始化
242气/电/热混合能流的
不平衡变量及雅可比矩阵
243变量修正
244热电联产机组的进口温度
第3章综合能源系统市场交易与
能量管理
31综合能源微网市场交易与
能量管理
311共享储能与综合能源微网
协同运营模式
312考虑端对端交易的综合能源
微网群运营模式
32综合能源虚拟电厂系统能量
管理技术
321基于虚拟电厂的多能源
主体管理技术
322综合能源虚拟电厂参与联合
市场交易
第4章区域综合能源系统技术经济
评估
41区域综合能源系统技术经济
指标体系
411能效性
412经济性
413环保性
42区域综合能源系统技术经济
综合评估
421基于DEMATEL-ANP法和
反熵权法的准则层指标权重
计算
422基于改进灰色关联度法的
指标层权重计算
423评分函数计算
43案例分析
431指标权重计算
432指标评分方法
规划篇
第5章低碳综合能源系统规划基础
理论
51基于场景分析法的不确定性
建模
511场景分析法的基本原理
512基于生成对抗网络的场景
分析法
513常用的改进生成对抗
网络
52综合能源系统设备模型
521能量生产设备
522能量转换设备
523能量存储设备
53低碳综合能源系统优化规划
模型构建
531综合能源系统典型结构
分析
532综合能源系统容量优化
配置模型概述
第6章基于不确定性场景的园区级
低碳综合能源系统最优容量
规划方法
61系统概述和场景生成
611低碳园区综合能源系统
结构
612基于可控GAN的运行场景
生成
613整体方法概述
62低碳园区综合能源系统最优
容量规划模型
621低碳规划模型决策变量
622低碳规划模型目标函数
623低碳规划模型约束条件
63算例验证与分析
631数据描述和模型参数
设置
632可控复杂运行场景生成
结果分析
633不同配置方案下的结果
对比分析
第7章考虑碳捕集和氢能的园区
净零碳综合能源系统最优容量
规划方法
71系统概述和场景生成
711含碳捕集和氢能的园区综合
能源系统结构
712基于改进DCGAN的运行场景
生成
713整体方法概述
72净零碳排放园区综合能源系统
双层最优容量规划模型
721净零碳规划模型决策
变量
722上层模型目标函数和约束
条件
723下层模型目标函数和约束
条件
724双层模型的交互逻辑
725模型简化和线性化转换
73算例验证与分析
731数据描述和模型参数
设置
732运行场景生成结果分析
733最优容量配置和能量调控
结果分析
734能源价格敏感性分析
第8章城市区域低碳电热耦合供能
系统最优扩容规划方法
81系统概述和场景生成
811城市区域电热耦合供能系统
结构
812基于改进ACGAN的运行场景
生成
813整体方法概述
82城市区域低碳电热耦合供能
系统扩容规划模型
821电热耦合供能系统扩容
规划模型决策变量
822电热耦合供能系统扩容规划
模型目标函数
823配电网络相关约束条件
824热能网络相关约束条件
825二阶锥松弛和线性化
转换
83算例验证与分析
831数据描述和模型参数
设置
832运行场景生成结果分析
833不同扩容规划方案结果对比
分析
控制篇
第9章综合能源系统智能控制
91计及分布式电源不确定性的
配电网无功优化
911配电网无功优化建模
912基于深度强化学习的配电网
多时间尺度在线无功
优化
913仿真验证
92基于深度强化学习的光伏储能
系统调控技术
921光储配电网电压调控
建模
922基于深度强化学习的光储
配电网电压优化
923仿真验证
93基于强化学习的综合能源系统
电热协调控制技术
931深度确定性策略梯度算法
介绍
932基于专家示教的电热协调
控制策略设计
933仿真验证
第10章综合能源系统智能调度
101基于共享储能的综合能源
系统配电网运行优化
1011储能系统与配电网优化
模型
1012基于强化学习的共享储
能运行优化
1013仿真验证
102考虑需求响应和碳交易的
虚拟电厂优化调度
1021考虑需求响应的虚拟电厂
两阶段优化调度模型
1022考虑需求响应和阶梯碳
交易的虚拟电厂调度
模型
1023仿真验证
103基于深度强化学习的热电联
产机组调度优化
1031考虑管道热惯性的热电联
产机组调度优化模型
1032算法介绍
1033基于安全强化学习的热
电联产机组调度策略
设计
1034评估器设计
1035仿真验证
第11章综合能源系统协同控制
111高渗透新能源下综合能源
系统构网型控制策略
1111构网型控制简介
1112综合能源系统内微电网
建模
1113含高比例可再生能源的
综合能源系统构网型
控制
1114仿真与实验验证
112计及大信号扰动的综合能源
系统电能质量控制
1121综合能源系统电能质量控制
技术简介
1122计及大信号扰动的综合能源
系统电能质量控制
1123仿真与实验验证
113综合能源系统分布式光伏集
群划分与协调控制
1131分布式光伏集群划分
方法
1132分布式光伏协调控制
方法
1133仿真与实验验证
114综合能源系统分布式储能
单元一致性协调控制策略
1141分布式储能单元一致性
协同控制简介
1142分布式储能单元一致
性协调控制
1143仿真与实验验证
参考文献