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３ ３ 统一求解法与分解求解法的比较
统一求解方法综合考虑了所有模型的方程， 收敛性较好， 所需要迭代的次数较少， 但当系

统的规模较大时， 雅可比矩阵的维数会很高， 计算时间较长。 分解求解方法可以采用不同方法
对每个系统模型进行求解， 计算时间较短， 但是所需的迭代次数较多， 对于耦合性较强的系统，
很可能会出现潮流不收敛的情况。

４ 展望

当前， 综合能源系统多能流潮流计算存在以下问题：
（１） 所采用的模型大多为弱耦合模型， 即考虑联合运行的系统较少或系统之间的耦合元件
较少， 没有充分考虑系统之间的耦合作用。
（２） 现有模型未充分考虑不同系统之间特性的差异以及不同能量流之间传输速度的差异。
（３） 在计算方法上， 现有研究大多采用统一求解法和分解求解法对模型进行求解， 且大多
是对小系统的多能流潮流进行计算而基本没有考虑大系统的多能流潮流。
基于上述问题， 后续可以对多能流耦合环节的等值模型、 非电力系统的建模、 不同系统的
高效能量流求解方法等进行更加深入的研究。
（１） 多能流耦合环节等值模型。 目前， 单能流系统和单个设备的建模已经比较成熟， 但不
同能量流之间相对独立， 没有形成统一的多能流耦合模型。 而基于能源集线器耦合的模型虽然
可以集中表示多种能量之间的转化、 分配和耦合， 但是能源集线器对实际元件的模型进行了简
化， 难以考虑耦合元件的非线性和动态等特性， 无法描述耦合节点间的网络互联关系。 因此，
需要进一步研究多能流耦合环节的等值模型， 以适应综合能源系统多能流强耦合的特点， 充分
描述各耦合元件的耦合特性和充分体现不同能量流之间的耦合作用。
（２） 非电力系统建模。 虽然目前对电力系统、 天然气系统和热力系统等单个系统的建模已
较成熟， 但是不同系统具有差异显著的动态过程， 在不同的时间尺度上变化。 电力系统的惯性
较小、 调节较快， 而天然气系统和热力系统的惯性较大、 调节较慢， 不同系统之间存在较大差
异。 因此， 在以电力系统为核心的综合能源系统中， 为协调电力系统与非电力系统之间特性的
差异和电能与天然气、 热能之间传输速度的差异， 需要进一步研究非电力系统的改进模型和新
的非电力系统建模方法。
（３） 不同系统的高效能量流求解方法。 在求解方法上， 现有研究大多基于小系统的多能流
潮流计算来考虑， 采用统一求解法和分解求解法对模型进行求解。 而对于大系统的多能流潮流
计算， 现有方法能否高效求解是需要进一步探讨的问题。 随着不同能源领域的进一步融合， 电
力、 天然气和热力系统还会与交通、 信息等系统结合， 各种能流的特性差异更大且耦合更强。
为此， 进一步研究不同系统的高效能量流求解方法是十分必要的。
此外， 综合能源系统多能流的概率潮流和最优潮流等扩展潮流的形式也是值得未来深入研
究的课题。
（１） 综合能源系统多能流的概率潮流模型。 在现有的综合能源系统多能流概率潮流计算中，
系统的不确定性主要考虑的是可再生能源出力和负荷的不确定性， 且通常采用一些特定的分布
来描述， 如采用威布尔分布来描述风速、 采用正态分布来描述负荷预测误差等。 接下来可对考
虑电动汽车、 需求侧响应等其他不确定因素的多能流概率潮流模型进行研究。
（２） 综合能源系统多能流的最优潮流模型。 现有综合能源系统多能流最优潮流的计算中，
考虑的优化目标与传统电力系统最优潮流的类似， 包括运行成本最小、 污染排放最少和经济性
最好等。 由于多能流最优潮流计算中需要考虑的约束更多， 问题变得更复杂， 求解更加困难。

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