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能源集线器耦合的模型等 ５ 类多能流潮流计算模型， 并对求解模型的统一求解法和分解求解法
进行归纳总结。 最后， 提出当前研究存在的问题， 给出一些参考的建议。

１ 综合能源系统多能流潮流计算问题

综合能源系统多能流潮流计算问题的一般数学描述为

ìíïïＹＹ ｅ（ ｘ ｅ ， ｘｇ， ｘｈ） ＝ ０ （１）
ｇ（ ｘ ｅ ， ｘｇ， ｘｈ） ＝ ０

îïïＹｂ（ ｘｅ ， ｘｇ ， ｘｈ） ＝ ０

式中： Ｙｅ 是电力系统方程， 包括有功功率平衡方程和无功功率平衡方程； Ｙｇ 是天然气系统方

程， 包括天然气管道方程和压缩机方程； Ｙｈ 是热力系统方程， 包括流量连续性方程、 回路压头

方程、 热量方程、 管道温度降落方程和节点混合温度方程； ｘｅ 是电力系统的变量， 包括电压相

角、 电压幅值、 有功功率、 无功功率等； ｘｇ 是天然气系统的变量， 包括节点压力、 天然气流量、

天然气负荷等； ｘｈ 是热力系统的变量， 包括供热温度、 回热温度、 热水流量、 热负荷等。

在进行电－气－热多能流潮流计算时， 各系统的变量分类及其对应的节点类型如表 １ 所示。

与传统电力系统潮流计算问题相比， 多能流潮流计算问题具有以下难点： 涉及多个系统， 每个

系统满足不同的物理定律， 各个系统的方程差别较大； 涉及多种能量流， 每种能量流的传输速

度不同， 传输的形式和所需的介质也不相同； 涉及多种类型变量， 不同类型变量所表示的物理

量存在较大差异。 因而， 与传统的电力系统潮流问题相比， 多能流潮流计算问题包含的变量更

多， 非线性更强， 且涉及到热力系统的延时传输方程， 求解将会更加复杂。

２ 综合能源系统多能流潮流计算模型

综合能源系统多能流潮流计算模型包括电力系统、 天然气系统、 热力系统和耦合环节 ４ 个
部分的模型， 而每个部分的模型通常又包含不同的类型。 因此， 根据不同的需求， 多能流潮流
计算模型可以表示成不同的形式。 为了充分体现多能流潮流计算模型的多样性， 本文从电力系
统、 天然气系统及热力系统的模型精细化程度和耦合环节的模型实现形式 ２ 个角度出发， 将现
有综合能源系统多能流潮流计算模型分为 ５ 类， 如图 １ 所示。 下面分别对图 １ 中所示的计算模型
进行分类阐述。
２ １ 简化的综合能源系统稳态模型

简化的综合能源系统稳态模型考虑电力系统与天然气系统的联合运行， 采用系统的简化模
型。 ２ 个系统之间的耦合元件是燃气发电机。 该类模型包含电力系统的直流潮流模型、 不考虑压
缩机的天然气管道稳态模型和燃气发电机模型， 分别如下详述。

表 １ 综合能源系统变量分类
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ｖａｒｉａｂｌｅｓ ｉｎ ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ ｅｎｅｒｇｙ ｓｙｓｔｅｍ

系统 变量 节点类型
电力系统
已知 未知
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电压相角 平衡节点 ＰＶ 节点和 ＰＱ 节点

电压幅值 ＰＶ 节点和平衡节点 ＰＱ 节点

有功功率 ＰＶ 节点和 ＰＱ 节点 平衡节点

无功功率 ＰＱ 节点 ＰＶ 节点和平衡节点