随着电力系统规模不断增加和电力市场的发展,多区域互联电网已成为一种趋势。考虑到数据隐私、通讯阻塞和各区域电网独立调度等问题,传统的集中式优化算法已经难以满足多区域互联电网的运行计算。另一方面,随着社会经济的发展和技术的进步,不同能源供应系统(电、热、天然气)之间的关系互动和耦合关系也更加密切。无论是多区域电网还是综合能源系统,都含有多个主体,每个主体都有自己的调度控制中心。由于信息的私密性和调度的独立性,各主体联合进行集中式优化调度已经不太现实,因此,本文研究对象从单一电力系统扩展至电力-热力耦合系统,对多主体能源系统分布式运行优化方法进行了研究。本文提出的方法在保证了各主体的信息私密性和调度独立性的同时,可以达到集中式优化的效果,已经成功应用于以下两个方面的研究:(1)无功优化是改善电力系统电压水平和降低网损的重要措施。实际工程中,调节设备的调节次数受到设备寿命和规章的影响。本文建立了一个考虑设备实际调节约束的多区域互联电力系统无功优化模型,该模型本质上为混合整数非线性规划问题。为了保护多区域电网各个子网的调度独立性和信息私密性,本文提出了一种分布式的多区域无功优化算法,该算法包含了三个阶段并结合了最优条件分解(Optimality Condition Decomposition,OCD)算法,只需要各个子区域电网交换少量边界信息即可实现多区域电网动态无功优化的分布式求解。另外,一种具有多项式复杂度的前推-回推式动态规划算法被用于阶梯化求解过程。通过三个算例仿真,验证了本文提出的分布式动态无功优化算法的有效性和工程实用性。(2)利用区域集中供热网络的储能特性和安装储热罐和电锅炉等,可以松弛集中供热系统中供热和用热之间传统的强耦合关系,从而提高供热机组运行的灵活性,增强电力系统消纳大规模风电的能力。本文考虑了区域集中供热网络的储能特性和储热罐,提出了一个电-热网协调运行优化模型,该模型为凸的二次规划问题。由于电网和热网属于不同的运营商,分别由不同的控制中心进行调度,所以,本文采用了OCD算法来对电-热网协调运行优化问题进行了求解。OCD算法用于凸优化问题的时候可以保证收敛性,只需要电网和热网交互少量的边界信息即可实现电-热网协调运行优化问题的分布式求解。通过两个算例仿真,验证了本文方法的有效性,该方法可以在较少的迭代次数下达到集中式优化的效果。