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该研究由Tengfei Ma、Junyong Wu和Liangliang Hao共同完成，他们均来自北京交通大学电气工程学院。该研究发表于《Energy Conversion and Management》期刊，2017年出版，卷号为133，页码为292-306。
该研究的主要科学领域为能源管理与微能源网（Micro Energy Grid, MEG）的优化运行。随着化石燃料的逐渐枯竭和环境问题的加剧，能源安全和环境保护成为全球关注的焦点。传统的能源基础设施（如电力网络和天然气网络）通常独立规划和运行，导致能源效率低、运行成本高且系统鲁棒性差。因此，优化能源结构、整合更多可再生能源、提高能源效率以及保护生态环境成为能源系统发展的核心问题。
该研究的目标是提出一种基于能源枢纽（Energy Hub）的微能源网架构，并通过能量流建模和优化运行分析，实现能源的高效利用和运行成本的最小化。具体来说，研究旨在开发一种通用的能源枢纽架构，整合可再生能源、冷热电联产（Combined Cooling, Heating and Power, CCHP）和能源存储设备，并提出一种微能源网能量流的通用建模方法。此外，研究还考虑了需求响应（Demand Response, DR）的作用，旨在通过优化调度策略实现运行成本的最小化。
该研究包括以下几个主要步骤：
微能源网架构设计
研究首先提出了一种基于能源枢纽的微能源网架构，该架构包括输入能源载体（天然气和电力）、能源转换设备（变压器、燃气轮机、燃气锅炉、电制冷机和吸收式制冷机）、能源存储设备以及输出能源载体（电力、冷量和热量）。能源枢纽通过整合多种能源载体，实现能量的高效转换和分配。
子能源枢纽结构设计
为了提高能源枢纽的运行灵活性，研究提出了创新的子能源枢纽结构，包括电力枢纽、热力枢纽和冷量枢纽。这些子能源枢纽分别负责电力、热力和冷量的收集与分配，并保持能量流的平衡。
能量流建模
研究提出了微能源网能量流的通用建模方法，包括能量转换的等效模型和能量存储的通用模型。能量转换模型主要涉及天然气、电力和热量的转换过程，而能量存储模型则考虑了电力、热力和冷量存储设备的充放电过程。
优化运行模型
研究以最小化日运行成本为目标，构建了一个混合整数线性规划（Mixed Integer Linear Programming, MILP）的优化模型。该模型考虑了需求响应的影响，并通过MATLAB语言建模，使用CPLEX求解器进行求解。
案例研究
研究在一个社区微能源网上进行了四种不同情景的案例研究，分别分析了可再生能源、能源存储设备和需求响应在优化运行中的作用。案例研究基于典型的夏季日数据，详细探讨了各情景下的能量流分布和运行成本。
能源枢纽与子能源枢纽的有效性
通过案例研究，研究证明了基于能源枢纽的微能源网架构能够有效实现多能源载体的协调运行和优化调度。子能源枢纽结构能够直观地反映能量流关系，并保持能量流的平衡。
可再生能源与能源存储设备的作用
研究结果表明，光伏（PV）和风力涡轮机（WT）的整合能够显著降低运行成本。能源存储设备（如电池、热存储和冷存储）在能量转移和负荷平衡中发挥了重要作用，尤其是在高峰时段通过储能设备的放电来缓解电力供应压力。
需求响应的经济与环境效益
需求响应程序在负荷峰谷调节中表现出显著的经济和环境效益。通过实时电价（Real Time Pricing, RTP）模型，研究实现了负荷的峰谷转移，进一步降低了运行成本。
优化运行模型的有效性
案例研究的结果表明，所提出的优化运行模型在微能源网的整个调度周期内具有普遍性和有效性。通过优化调度策略，研究实现了运行成本的最小化，并提高了能源利用效率。
该研究提出了一种基于能源枢纽的微能源网架构，并通过能量流建模和优化运行分析，实现了能源的高效利用和运行成本的最小化。研究的主要贡献包括： 1. 提出了创新的子能源枢纽结构，能够直观地反映能量流关系。 2. 开发了微能源网能量流的通用建模方法，适用于分析复杂能源系统。 3. 构建了考虑需求响应的优化运行模型，能够有效降低运行成本。
该研究的科学价值在于为微能源网的优化运行提供了理论和方法支持，其应用价值在于为实际能源系统的设计和运行提供了可行的解决方案。
该研究还详细探讨了可再生能源、能源存储设备和需求响应在微能源网优化运行中的作用，并通过案例研究验证了所提出方法的有效性。此外，研究还分析了不同情景下的运行成本，进一步证明了所提出方法的优越性。