面临全球能源危机及环境污染问题的双重挑战,现有能源生产与消费模式已经不能满足社会发展的需求。与此同时,能源互联网和综合能源系统等概念的提出,为能源的高效和经济利用提供了新思路。其中,面向智能楼宇、居民社区和孤立海岛等区域的微能源网,是未来分布式能源系统发展趋势之一,受到了人们的广泛关注。微能源网是一种微型综合能源互联系统,是在能源互联背景下由微电网延伸而来;网内通过电力、热力、天然气等多种能源网络的优势互补与协调运行,以满足终端用户的冷、热、电等多类型负荷需求;同时能够因地制宜,充分利用当地的风能、地热能和太阳能等可再生能源。本文主要针对微能源网的优化调度问题进行研究,具体的研究内容如下:首先,给出了对微能源网概念的理解,基于能源集线器架构提出了微能源网的数学模型。该能源集线器模型可以直观地反映系统内部各微源之间的耦合特性和能量流动过程,包括能源输入、能量的转化、能量的储存、能量的汇集和分配、能源输出5个主要环节。微能源网有并网和孤岛两种运行方式,对于两种运行模式分别提出了不同调度优化策略。在此基础上,对微能源网内各分布式微源的运行特性与数学模型进行详细分析,建立了包含风力电机、光伏电池、冷热电联供(combined cooling,heating and power,CCHP)系统、地源热泵、燃料电池和储能单元的数学模型。能源集线器模型的精细化构建,为后续微能源网调度优化模型及方法的提出奠定了理论基础。其次,为验证热泵和储能单元的经济及节能效果,提出了在分时段电价和并网条件下含热泵和储能的微能源网优化模型。以优化周期内系统的运行费用最小为目标函数,建立了含风力电机、光伏电池、微燃机、地源热泵、储能单元和燃料电池的微能源网优化调度模型。采用混合整数规划法求解模型,得出各分布式微源和储能单元的启停状态、最优出力及系统的总运行费用,并与传统的微电网经济优化模型进行对比。算例分析表明,将热泵和储能单元引入微能源网中,可以改善CCHP系统电、冷、热3种能源的耦合关系,提高系统能源供应的灵活性,实现多种能源间的优势互补与协调运行。通过削峰填谷和能源利用率指标分析可知,热泵可以提高能源的利用率,减少微型燃气轮机的天然气消耗;储能单元具有实现负荷削峰填谷的作用。最后,在综合考虑能源耦合与转换特性、分布式机组及储能单元运行特性的基础上,提出了计及多类型需求侧响应(Demand Response,DR)的孤岛型微能源网优化模型。缺少了外部电网可靠电压和功率支持,仅通过内部微源的调度,难以维持系统能量的实时平衡。为此,针对孤岛型微能源网运行特点,文中引入柔性冷、热、电多类型负荷需求响应。柔性可控负荷实质等同于一种虚拟微源,通过需求响应成本计入系统的运行成本内,从而参与到微能源网的经济调度中。分别选取夏季和冬季典型日分析,制定相应调度策略,并采用混合整数规划法求解模型。仿真结果表明,通过引入柔性冷、热、电多负荷的需求响应,可以提高孤岛型微能源网能源供应的灵活性,并降低系统的综合运行成本。