建设能源基地是促进我国能源产业转型升级的重大战略布局，为了推动能源基地高质量发展，探索基地最优调度方案尤为重要。针对蒙西某能源基地，引入容量电价和深度调峰补偿电价，采取阶梯式爬坡速率约束和模糊处理方法，构建了一种考虑基地收益的能源基地多目标优化调度模型。根据当地新能源发电特性进行优化调度，仿真结果表明：净负荷方差最小方案调峰压力最小，保障了电网安全；新能源消纳最多方案风光弃能率在2.26%以下，利于新能源发展；总成本最低方案通过减少风光并网量降低了基地运行成本；基地总收益最大方案较其余方案日收益增加0.52%~24.12%，相较于新能源消纳最多方案，风光消纳量损失最少，兼顾了能源基地整体经济性和新能源消纳水平。该优化调度模型能够在考虑基地收益的前提下，根据综合能源基地条件有效实现多目标优化调度，可为类似能源基地的优化调度提供参考。

随着经济水平的增长，楼宇用电比重不断增加，优化楼宇的能量管理策略能有效促进节能减排。在商业智能楼宇负荷中，空调及电动汽车能耗占据较大比重，为此，提出了一种考虑楼宇热惯性、含电动汽车接入的商业智能楼宇能量管理模型。通过蒙特卡罗模拟对电动汽车行为特性进行建模，基于热容-热阻模型建立楼宇热动态平衡方程，采用基于场景的随机规划（SP）建立商业智能楼宇能量管理模型，引入条件风险价值法（CVaR）使模型增加一定的保守性。算例结果证明考虑楼宇热惯性时空调负荷的运行费用降低了9.7%，收益增加了1.4%。CVaR虽然降低了楼宇的运行风险，但也降低了楼宇综合期望收益。

风电机组的空间分布特性以及风速的随机性，导致风电场出力具有显著的间歇性和波动性，削弱了风电场的电网友好型运行能力。为此，提出一种基于模型预测控制与尾流效应耦合的风电场波动抑制优化方法。采用坐标变换法构建了不同风速大小与方向下风电场有功功率出力预测模型，结合最小二乘支持向量机进行风速预测。在模型预测控制框架中集成尾流效应、风向偏差及机组约束的多维耦合优化目标，求解考虑风电场有功功率出力方差的优化问题。案例仿真表明，所提方法较比例分配法有功功率平均相对偏差与均方根偏差分别降低了94%和97%，验证了多维耦合模型对波动抑制的有效性。

综合能源系统（IES）优化调度受可再生能源、负荷等不确定因素波动的影响。无法准确描述和处理这些不确定参数将导致系统可靠性受限，缺乏细化的建模和优化方法使不确定因素分析变得更加复杂。为完整、系统性地分析不确定性建模和优化方法，梳理了IES的结构、不确定性来源和建模方式，归纳总结了蒙特卡罗模拟、信息差距决策理论、区间法、鲁棒优化和数据驱动法及其在不确定性优化中的应用和研究。研究发现，不存在单一最佳的优化方法，多种方法的优势互补可实现IES经济效益和环境效益的最大化。根据当前研究的难点与热点，对未来不确定性优化方向进行了展望。

为保证综合能源系统（IES）的经济运行，针对传统模型驱动调度方法存在的优化调度模型求解困难、收敛速度慢、效果不理想等问题，提出一种基于能量路由器的IES协调优化调度方法。采用电、热、冷3个能量路由器将IES分为3个区域，对能量设备进行建模，构建IES优化调度的马尔可夫合作博弈模型，形成集中训练、分布执行的框架。采用基于改进双层Actor-Critic网络的多智能体深度确定性策略梯度算法，通过双层Critic网络评估动作价值，以避免动作价值过估计问题，同时引入优先经验回放机制，在数据多样性不变的情况下，提高经验回放池中数据的利用率。通过算例仿真验证了所提算法比未改进之前计算速度快10.13 s，日均调度成本少1 638.13元，可在保证系统经济性的前提下，实现IES的协调优化调度。

随着新型电力系统建设的加快，虚拟电厂（VPP）市场化常态参与电网互动，成为提升新型电力系统调节能力的重要手段。针对市场化常态连续调节下的VPP优化运行问题，提出了一种考虑剩余可用调节能力主动恢复的VPP优化运行方法。基于VPP的调节与反弹特性，分析了主动反弹对剩余可用调节能力的恢复作用，构建了考虑剩余可用调节能力主动恢复的VPP等效储能调节模型；基于等效储能调节模型，建立了VPP参与现货-调峰-调频的市场化运行模式和联合优化模型。算例仿真分析结果表明，所提方法有助于保障VPP参与市场连续平稳运行并提升运行经济性，但市场价格设置要充分考虑VPP的调节能力边界。

为助力“双碳”目标的实现，绿氢生产系统的优化成为实现低碳经济的重要路径。设计了配置压缩空气储能的绿氢系统，提出了风光波动、储能与制氢系统间的容量配置优化模型。采用8 760 h的真实风光数据，仿真不同季节和气候条件下的风光波动，克服了传统模型依赖简化假设和理想化数据的局限性。结果表明，在优化配置后，系统弃电量仅为2%，平准化氢气成本为19.30元/kg，选取典型周逐小时验证了该系统方案在实际运行中的有效性和可行性。研究结果为此绿氢系统的容量配置与运行调度提供了理论支持，可为相关项目提供参考。

在“双碳”目标的推动下，建设高效低碳的综合能源系统成为一项重要工作。针对综合能源系统碳排放和运行成本较高、能源利用率较低的情况，提出了一种基于电制氢多级利用的综合能源系统低碳经济运行优化模型。通过两阶段电转气与碳捕集与封存技术的结合，实现系统内部碳循环利用；在此基础上，构建包含甲烷制备、燃气掺氢以及氢气存储的电制氢多级利用体系，进而提高氢能的利用率；最后，综合考虑阶梯碳交易机制，建立以运行总成本最小为目标的优化模型。算例分析表明：该优化模型将氢能利用率提升了8.2%，推动了氢能的多级利用；系统运行总成本和碳排放分别降低了7.58%和10.1%，有效促进了综合能源系统的低碳经济运行。

综合能源系统作为推动能源结构绿色低碳转型的重要手段，可通过广义储能（柔性负荷和传统储能的组合）实现多能互补和高比例可再生能源消纳。然而在综合能源系统的削峰填谷能力和经济性影响方面，广义储能缺乏量化效益研究。构建了计及广义储能的建筑产消者社区综合能源系统，并针对广义储能提出了削峰填谷能力和经济性的评价指标。以综合能源系统日前运行调度经济性最优为目标，利用Matlab中的Yalmip工具箱和Gurobi求解器对4种不同优化情景算例进行求解，对比分析传统储能、柔性负荷和广义储能对建筑产消者社区综合能源系统的削峰填谷能力和经济性的影响。优化结果表明，采用广义储能可降低建筑产消者社区综合能源系统日运行费用的24.0%。计及广义储能的综合能源系统削峰填谷能力和经济性优于传统储能，且柔性负荷调节的经济性相比传统储能更具优势，但在补偿价格较高的情况下，柔性负荷调节可能不如传统储能。