面向能源转型的高㶲综合能源系统理论与应用

王丹; 周天烁; 李家熙; 贾宏杰

doi:10.7500/AEPS20220331003

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面向能源转型的高㶲综合能源系统理论与应用

“双碳”目标下的城市能源系统 | 更新时间：2025-06-16

- 面向能源转型的高㶲综合能源系统理论与应用
- Theory and Application of High-Exergy Integrated Energy System for Energy Transition
- 电力系统自动化 2022年46卷第17期页码：114-131
- 作者机构：
  
  1. 智能电网教育部重点实验室(天津大学),天津市 300072
  2. 天津市智慧能源与信息技术重点实验室(天津大学),天津市 300072
- 作者简介：
  
  王丹(1981—)，男，通信作者，博士，副教授，主要研究方向：综合能源系统、智能配用电系统、分布式能源与微网等。E-mail：wangdantjuee@tju.edu.cn
  周天烁(1995—)，男，博士研究生，主要研究方向：综合能源系统分析。E-mail：tszhou@tju.edu.cn
  李家熙(1999—)，男，硕士研究生，主要研究方向：综合能源系统分析。E-mail：3016203186@tju.edu.cn
- 基金信息：
  
  国家自然科学基金资助项目(51977141);国家重点研发计划资助项目(2018YFB0905000);国家电网公司总部科技项目(SGTJDK00DWJS1800232)
- DOI：10.7500/AEPS20220331003
  中图分类号：
- 收稿日期：2022-03-31，
  
  修回日期：2022-06-25，
  
  网络出版日期：2022-08-18，
  
  纸质出版日期：2022-09-10
- 稿件说明：
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王丹,周天烁,李家熙等.面向能源转型的高㶲综合能源系统理论与应用[J].电力系统自动化,2022,46(17):114-131.

WANG Dan,ZHOU Tianshuo,LI Jiaxi,et al.Theory and Application of High-Exergy Integrated Energy System for Energy Transition[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(17):114-131.
王丹,周天烁,李家熙等.面向能源转型的高㶲综合能源系统理论与应用[J].电力系统自动化,2022,46(17):114-131. DOI： 10.7500/AEPS20220331003.

WANG Dan,ZHOU Tianshuo,LI Jiaxi,et al.Theory and Application of High-Exergy Integrated Energy System for Energy Transition[J].Automation of Electric Power Systems,2022,46(17):114-131. DOI： 10.7500/AEPS20220331003.

摘要

构建量质协同发展的综合能源系统是推动能源转型的重要举措之一。传统能流和能效研究只关注能量的“数量”，而忽视不同能量的“质”的差异，无法完全体现能量的价值，应用中存在局限性。提出高㶲综合能源系统的概念，重点关注综合能源系统中有效能的输送能力提升问题。基于综合能源系统㶲流机理模型以及系统能源品质核心参数，探讨了电力、天然气、热力系统、能源站和可再生能源的㶲流模型，随后深入剖析了高㶲综合能源系统在规划、运行优化和能量调度、㶲交易和市场化机制等方面的核心理论框架，并建立典型数学模型示例，同时对未来高㶲综合能源系统的相关研究方向做出展望。

Abstract

The establishment of an integrated energy system (IES) that considers both the quality and quantity of energy is one of the most important measures to promote energy transition. Traditional energy flow and energy efficiency studies focus only on the “quantity” of energy

while ignoring the “quality” of different energies

which does not fully reflect the value of energy and has limitations in application. This paper presents the concept of the high-exergy integrated energy system (HE-IES). The focus is on the enhancement of the delivery capacity of effective energy in the IES. Based on the exergy flow mechanism model of the IES and the core parameters of the system energy quality

this paper discusses the exergy flow model for power systems

natural gas systems

thermal systems

energy stations

and renewable energy. Then

the key research contents and typical mathematical models of the HE-IES in the planning

operation optimization and energy dispatching

and the trading and market-based mechanism are discussed in depth. Meanwhile

the prospects are given on the future research directions for the HE-IES.

关键词

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