伴随着能源危机和化石能源的日益枯竭,人们迫切需要一种可再生、清洁、高效的能源利用方式。由此,催生了多能源微电网的发展和应用。多能源微电网是由多种能源形式构成的微电网,其利用不同能源形式之间的相互转化,实现对冷热电负荷的高效供给。相对于传统电力系统,不同能源间的相互耦合使得多能源微电网在调度运行方面更加灵活。此外,储能是多能源微电网的重要组成部分,由于储能设备投资成本较高,不同类型储能容量的配置是否合理将直接影响微电网运行的可靠性和经济性。基于此,本文受“国家重点研发计划资助项目(2017YFB0902200),国家电网公司科技项目(5228001700CW)”的资助,围绕多能源微电网最优经济运行和混合储能容量配置等问题开展研究,主要研究内容如下:建立热泵与热负荷间的温控模型以及考虑温控设备的多能源微电网最优经济运行模型。对热负荷而言,其不同于电负荷供需实时匹配、负荷曲线相对固定,其主要以温度指标表征,多数情况下只需要温度达到指定区间即可满足用户需求。论文将热泵视为一种温控设备,用于供给热负荷,基于热力学第一定律,考虑电热功率的转换效率,推导热功率与温升之间的线性微分方程,最后建立热泵和热负荷间的温控模型。以调度周期内总运行费用最小为目标函数,考虑热负荷的温控特性、以及各类电源出力限制等,建立含温控设备的多能源微电网最优经济运行模型。以某多能源微电网为例进行算例分析,算例结果表明:温控设备加入后可以提高多能源微电网风电和光伏的消纳率,提升系统运行的经济性。考虑热负荷的温控特性,建立含光热电站和温控设备的多能源微电网最优经济运行模型。不同于传统光伏发电,光热电站具有储热系统,存储的热量不仅可用于发电,也可以用于供热。论文考虑热泵的电-热转换以及光热电站的热-电转化,计及热泵与光热电站储热系统之间的热交换和热量损耗,建立光热电站和热泵的闭环耦合温控模型。基于风、光和负荷预测数据,计算微电网时序净负荷功率曲线,考虑电、热储能响应时间尺度的差异,基于离散傅里叶变换将净负荷曲线划分为高频和低频分量,分别分配给电、热储能平抑。考虑光热电站供热费用和弃热费用,以调度周期内总运行费用最小为目标函数,建立含光热电站和温控设备的多能源微电网最优经济运行模型。算例结果表明:光热电站的加入以及储能响应的考虑可以进一步提高风电和光伏的消纳率,提高多能源微电网运行效率和经济性。在多能源微电网最优经济运行模型的基础上,进一步考虑电负荷重要程度分类,基于此,制定混合电储能运行策略,建立多能源微电网中多元混合储能容量双层优化配置模型。模型目标函数考虑系统投资成本、运维成本、缺电惩罚费用和弃风、弃光惩罚费用等,上层模型用于优化离散傅里叶变换分解净负荷功率时的频率分段点,下层模型通过最优经济运行模型计算得到最优运行成本。由于上层模型的分段点是一维的,通过选定合适步长枚举寻优;下层模型采用粒子群算法和混合整数线性规划方法求解。算例结果表明:所提储能容量双层优化配置模型可实现对超级电容、锂电池、光热电站储热系统以及热泵组成的多元混合储能系统的统一容量优化配置,另外,考虑电负荷重要程度分类可以减少系统停电损失,降低电储能的投资成本。