综合能源系统通过电、气、冷/热等多种形式能源的相互耦合、转化和资源分配，实现了能量梯级利用，提升能源综合利用率以及能源供应的灵活度。然而，不同类型的能源系统其能流性质以及传输特性各异，这阻碍了综合能源系统的统一建模和整体分析，难以实现和发挥综合能源系统的整体协同。从能量网络理论出发，基于能量公理化的思想，建立流体网络以及热力网络传输的等值电路模型；结合能量转换设备模型，完成多能流耦合系统的统一建模。随后，以系统总能量损失最小为目标，建立区域综合能源系统运行优化模型，通过粒子群算法对系统内部控制变量进行决策寻优。最后，对某岛屿32热力节点综合能源系统进行建模以及运行优化，验证所提模型以及优化方法的有效性。
随着新能源装机容量不断增加，弃风、弃光问题日益突出，成为新能源发展的制约因素之一。针对配电网分布式新能源消纳问题，基于对新能源机组出力和负荷时序变化特性的分析，提出一种包含分布式新能源、电锅炉、燃气锅炉和换热器的热电联供系统；引入弃风弃光惩罚系数，通过考虑能量平衡、弃电量约束、设备及系统运行约束，建立以系统运行成本最小为目标函数的热电联供系统运行优化模型。以IEEE 33系统为例，采用Matlab调用Cplex求解器得到模拟周期内各新能源机组弃电量、电锅炉供热量、燃气锅炉天然气耗量及系统运行成本，并与热电分供情况进行比较。结果表明：在冬季典型日，热电联供系统可利用新能源弃电量承担部分热负荷，从而促进新能源消纳、减少天然气耗量，有效降低系统运行成本。
建筑物蓄热特性在促进电热耦合系统中可再生能源的消纳，提升系统运行灵活性和经济性等方面潜力巨大。针对分布式冷热电联供系统中采用双管式热水供暖的建筑物，在分析散热器工作特性和建筑物耗热特性的基础上建立由供水温度和室外环境温度实时确定房间温度的建筑物蓄热特性模型；并对模型中的可变参数进行灵敏度分析，研究各参数发生微小扰动对室内温度的影响。在此基础上，进一步建立结合建筑物蓄热特性的分布式冷热电联供系统运行优化模型，以日运行费用最小为目标函数，综合考虑室温舒适性约束和供回水温度约束。算例结果表明，建筑物蓄热特性能起到负荷转移作用，在低电价时蓄热，高电价时放热，能有效提升系统运行的经济性和灵活性。
冷热电联供(combined cooling heating and power, CCHP)系统的运行特性直接关系着联供系统的应用价值。以10 kW内燃机冷热电联供试验台为例，研究系统中各主要设备的运行特性，并对整个系统的能流进行分析。实验结果表明：最佳工况下，内燃机发电效率为30.74%，联供系统一次能源利用率为79.08%；内燃机功率增加使油耗增加，排烟温度逐渐升高，但发电效率呈先升高后下降的趋势；余热回收装置运行性能良好，能有效回收大部分余热；制冷机运行性能受环境温度与出口水温影响较大；系统能流间存在一定的制约关系。此实验研究为进一步了解内燃机冷热电三联供系统的运行提供了重要参考。
孤立海岛微电网用户多为旅游业和工业等，这些负载的季节性、时节性较强，容易出现不同等级负载情况，这对系统的暂态稳定性有直接作用，为此研究了负载率对孤立海岛微电网暂态稳定性的影响。通过改变某孤立海岛微电网负载率，形成重度轻载、轻度轻载、水平适中、轻度重载、重度重载这5个负载水平，并对5种负载率下的海岛微电网进行一系列暂态稳定性仿真分析，包括切机、大负荷突增、大负荷突减，以探究负载率对孤立海岛微电网暂态稳定性的影响作用。结果表明：剩余容量足够的前提下，单台机切机时，负载率越大暂态稳定性越好；负荷阶跃百分比相同时，负载率越大暂态稳定性越差；负荷阶跃百分比不同时，暂态稳定性由负荷率及负荷阶跃百分比共同决定。
针对用户侧综合能源系统评估指标缺乏系统研究的现状，从综合能源系统整体性能出发，从能源效率、成本效益、供能质量、环境保护4方面提出了科学、系统的评估指标体系，基于时序模拟和序贯蒙特卡洛模拟给出了各指标的计算方法。以北方某城市商住混合区综合能源系统为例进行了仿真分析，验证了所提出评估指标体系的有效性，结果表明所提出的评估指标体系可以为用户侧综合能源系统规划方案决策提供依据。
为了解决燃气能源一次利用率低且系统产能与用户负荷需求存在供需差异的问题，提出利用能流分析方法优化分布式能源系统。分析了以燃气轮机和内燃机为主的典型分布式能源系统结构模型，在“以热定电”和“以电定热”这2种配置方式下，不同季节、不同热(冷)电比、不同发电效率对一次能源利用率的影响。无论系统的产能与用户负荷需求比例怎样，无论采用那种分配方式，夏季的平均一次能源利用率高于春、秋、冬季的平均一次能源利用率。
分布式电源具有波动、随机和不可控特点，孤立海岛微电网中电源及负荷种类多样，给网架设计提出了更多的限制。为此，提出包含分布式电源的微电网网架设计方法。从光伏系统模型、风速概率模型、风力发电机模型和负荷概率模型出发，将分布式电源的概率数学模型应用到海岛孤立微电网规划中。将分布式电源的出力特性进行量化并合理优化配置，有效提高电网的运行效率，降低运行费用，减轻电能损耗，实现其经济性，有效提升孤立微电网的供电可靠性。
我国中小城镇众多，能源供应尤其是热力供应，城市干线往往难以覆盖，中小城镇的采暖需求多以建设于城镇周边热源厂通过热水锅炉满足。为了加快实现中小城镇清洁供能，文章提出了一种协同利用城市污水低温热源，弃风、弃光电量及清洁燃煤蒸汽背压机组的综合能源供应系统。在采暖季，采用污水源热泵利用弃风、弃光电能吸收城镇污水中低温热量，对热网水进行初级加热，利用燃煤蒸汽背压机组排汽进行二次加热，实现热网水梯级升温，加热热源能级匹配。利用污水源热泵一方面可利用低价弃风、弃光电量吸收城镇污水的低温余热，另一方面可降低清洁燃煤蒸汽背压机组的配置容量，减少化石能源的消耗，该系统可为北方城镇低碳供能提供有益参考。
鉴于各地区的电网现状不同，光伏电站采取何种接入模式是整个并网工作中的重点工作之一。文中按不同电压等级、不同容量给出相应的接入系统方案以及一二次设备的配置原则，为分布式光伏电站并网工作的顺利开展提供一定的技术支撑。
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