多能源系统是指冷、热、电、气等多种能源系统在能源生产、传输、使用等环节耦合而形成的一种新的能源系统观。多能源系统充分的利用不同形式能源的互济与互补，提高系统经济性，提升系统灵活性，增加系统可靠性，挖掘系统互补性。目前对多能源系统的研究大多分布在在优化规划和运行等方面。
电力系统计算机标准化建模是电力系统自动化的重要基础，同样地，多能源系统计算机标准化建模是未来多能源系统自动化的重要基础。能量枢纽是多能源系统的重要组成部分。本文提出了一种能量枢纽标准化建模方法，对能量枢纽元件、拓扑关系进行抽象，构建相应的矩阵，进而为多能源系统灵活性分析、优化运行和优化规划提供新的视角。
能量枢纽是对多能源系统的抽象：认为多能源系统是一个多种形式能源输入Vin，多能能源输出Vout的双端口网络，中间的能量转换环节由耦合矩阵C表示：
图1所示是一个由热电联产机组和吸收式制冷剂构成的冷热电三联供多能源系统。其能源输入和输出向量分别为：
能量枢纽由两部分构成：①能量转换元件(如CHP机组);②元件的拓扑连接关系，如图2所示，本文试图利用图论中的一些基本概念，对能量枢纽中的元件和拓扑关系进行定义：
在支路、节点、端口等基本定义的基础上，我们大家可以进一步定义端口-支路关联矢量(矩阵)用以描述能量转换器件之间的拓扑链接关系：
端口-支路关联矢量Mg,k(port-branch incidence vector)用来表示第g个节点的第k个端口与所有支路的连接关系，若支路连接到输入端口为1，连接到输出端口为-1，没有连接则为0。第g个节点所有端口的关联矢量构成端口-支路关联矩阵Ag：
还可以定义能量转换特性矩阵Hg(converter acteristic matrix)用以描述不一样能量转换设备本身的转换特性，不同转换元件对应不同的矩阵，具体见全文。
进一步定义能量转换矩阵Zg(Energy Conversion Matrices)用以描述某一能量转换设备的能量转换方程：
再定义输入关联矩阵X和输出关联矩阵Y用以描述能量枢纽输入输出对应的支路，进而得到最终的综合能量流方程：
在高斯消元过程中需要对矩阵的秩做多元化的分析，从而能够定义多能源系统的灵活性，具体的矩阵定义和相关推导参见原文。
综合需求响应是在需求侧的虚拟能量转换，可以等效为一个具有一定特性的能量转换元件：
储能出了充放能行为外，还包括state of ge(SOC)的变化，不满足能量转换方程(类似于电力系统中的KCL)，需要引入虚拟支路。
图5所示为一个有CHP机组，吸收式制冷机，储热，气热锅炉，电热锅炉构成的冷热电三联供多能源系统。
进一步的，构建能量枢纽的优化运行模型，需要强调的是，仅考虑能量转换关系情况下，本文提出的标准化建模给出的是一个线性优化问题，而传统的能量枢纽因为引入调度因子，而使模型变成非线性。设置了四组算例：
可以看出系统增加储热装置和实施综合需求响应的经济性以及本文所提建模方法的优越性。
本文主要是对局部多能源系统(能量枢纽)的规范化建模，没有最大限度地考虑电网、气网和热网等能量传输网络的非线性，如何将这些网络纳入标准化建模中去，怎么样处理其带来的非线性性是未来研究的方向。
王毅，清华大学博士研究生，主要研究方向：电力大数据、能源互联网、负荷预测等。
张宁，清华大学讲师，主要研究方向：新能源、电力系统规划及运行、多能源系统。
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