热电联合网络状态估计/董今妮，孙宏斌，郭庆来，潘昭光《电网技术》2016年第6期：1635-1641项目背景
传统的化石燃料面临着耗竭、环境污染等一系列问题，因此风电、光伏等可再生清洁能源的使用成了一种必然趋势。随着传统的集中式电网向智能电网转变，可再生能源发电逐渐得到发展。然而，由于风电、光伏等能源不确定性高，发电量不易控制，因此容易引起电网波动。解决这一问题的一种方法是研究储能装置，在用电低谷时进行储能，并将储存的能量用于高峰时期。这种方法的弊端是储能装置的容量有限，并且成本较高，且不能充分利用用电低谷时多余的能量。由此可见，智能电网仍然存在弊端，只用电能作为能量传输的唯一形式存在局限性。为此引入“能源互联网”的概念。在能源互联网中，能量将不仅以电的形式进行传播，还可以热、冷、气等多种形式进行传播。通过这种方式，用电低谷时多余的电能可以热能、冷能等多种形式在网络中存储。由于在该网络中，能量以电能、热能、冷能等多种形式进行传播，因此这是一个有多种能量流动的网络，即多能流网络。
上述冷、热、电等多种能量形式联供的多能流网络中，热电联供网络目前发展最为迅速。自20世纪开始，在全球范围内就开始逐步建立热网。由于热网可以利用化石燃料、余能、可再生能源、电能、热电联供源(CHP)等多种方式进行加热，因此具有很大的灵活性。当利用CHP对热网进行加热时，热网和电网因为CHP的运行特性而耦合，利用热网的储能特性，可以将电网中的能量以热能的形式储存起来，从而对电网的波动进行调节，有利于各类新能源的接入。
为更准确地了解网络的运行状态，充分利用量测冗余，可以对网络引入状态估计，从而得到更趋近于真值的估计值。在电力系统中，很早就已经引入了状态估计。相比之下，热网中状态估计的应用较为空白。由于热网具有很强的动态特性，对热网进行状态估计存在很大的难度。随着热电联合网络研究的日益深入，为更准确地了解热电联合网络的运行状态，考虑在热电联合网络中引入状态估计。
主要创新点 在热网中引入状态估计，并通过热网与电网间的耦合关系，提出了一种热电联合状态估计方法，通过蒙特卡洛仿真实验检测了该状态估计方法的效果。解决的问题和意义
本文参考了现有的热网模型，选择热网半联合静态模型作为热网状态估计的模型。在此基础上利用热电联合网络中热网与电网的耦合关系，建立了热电联合状态估计的方法。算例结果证明，热电联合状态估计与单独状态估计相比，有利于提高网络的估计效果。通过联合状态估计可以得到精度更高的全局一致基态潮流解，为后续的热电联合网络在线安全评估、优化调度打下基础。
后续研究内容 本文只考虑供水网络，进行状态估计，但在实际中，由于状态估计是为了探测全网的状态，因此在后续研究中，应对供水网和回水网一起进行状态估计。此外，由 于热电联合状态估计可以增加冗余度，因此可以探究在低冗余度下热电联合状态估计较单独状态估计的优势。另外，还可以利用热电联合状态估计多出的冗余度来进 行边界坏数据辨识。
主要图表
参文格式董今妮，孙宏斌，郭庆来，等．热电联合网络状态估计[J]．电网技术，2016，40(6)：1635-1641.Dong Jinni，Sun Hongbin，Guo Qinglai，et al．State estimation for combined electricity and heat networks [J]．Power System Technology，2016，40(6)：1635-1641 (in Chinese)．
第一作者董今妮
团队介绍 清华大学电机系智能电网能量管理团队暨能源互联网创新研究院能量管理和调控研究中心由张伯明教授、孙宏斌教授、吴文传教授、郭庆来副教授牵头组成，目前拥有教授3人、副教授1人、博士后2人、研究生30余人。主要从事电力系统能量管理技术、无功电压控制、新能源并网和能源互联网等领域的研究工作。曾获国家级科技奖励2次，入选中国高等学校十大科技进步奖1次。近5年团队发表或录用SCI论文60余篇，其中近40篇发表在IEEE Transactions等高水平期刊。研发的能量管理系统软件、自动电压控制软件等在国内二十余个网省应用，并推广到PJM等海外电网。注：本文转载自《电网技术》
热电联合网络状态估计/董今妮，孙宏斌，郭庆来，潘昭光《电网技术》2016年第6期：1635-1641项目背景
传统的化石燃料面临着耗竭、环境污染等一系列问题，因此风电、光伏等可再生清洁能源的使用成了一种必然趋势。随着传统的集中式电网向智能电网转变，可再生能源发电逐渐得到发展。然而，由于风电、光伏等能源不确定性高，发电量不易控制，因此容易引起电网波动。解决这一问题的一种方法是研究储能装置，在用电低谷时进行储能，并将储存的能量用于高峰时期。这种方法的弊端是储能装置的容量有限，并且成本较高，且不能充分利用用电低谷时多余的能量。由此可见，智能电网仍然存在弊端，只用电能作为能量传输的唯一形式存在局限性。为此引入“能源互联网”的概念。在能源互联网中，能量将不仅以电的形式进行传播，还可以热、冷、气等多种形式进行传播。通过这种方式，用电低谷时多余的电能可以热能、冷能等多种形式在网络中存储。由于在该网络中，能量以电能、热能、冷能等多种形式进行传播，因此这是一个有多种能量流动的网络，即多能流网络。
上述冷、热、电等多种能量形式联供的多能流网络中，热电联供网络目前发展最为迅速。自20世纪开始，在全球范围内就开始逐步建立热网。由于热网可以利用化石燃料、余能、可再生能源、电能、热电联供源(CHP)等多种方式进行加热，因此具有很大的灵活性。当利用CHP对热网进行加热时，热网和电网因为CHP的运行特性而耦合，利用热网的储能特性，可以将电网中的能量以热能的形式储存起来，从而对电网的波动进行调节，有利于各类新能源的接入。
为更准确地了解网络的运行状态，充分利用量测冗余，可以对网络引入状态估计，从而得到更趋近于真值的估计值。在电力系统中，很早就已经引入了状态估计。相比之下，热网中状态估计的应用较为空白。由于热网具有很强的动态特性，对热网进行状态估计存在很大的难度。随着热电联合网络研究的日益深入，为更准确地了解热电联合网络的运行状态，考虑在热电联合网络中引入状态估计。
主要创新点 在热网中引入状态估计，并通过热网与电网间的耦合关系，提出了一种热电联合状态估计方法，通过蒙特卡洛仿真实验检测了该状态估计方法的效果。解决的问题和意义
本文参考了现有的热网模型，选择热网半联合静态模型作为热网状态估计的模型。在此基础上利用热电联合网络中热网与电网的耦合关系，建立了热电联合状态估计的方法。算例结果证明，热电联合状态估计与单独状态估计相比，有利于提高网络的估计效果。通过联合状态估计可以得到精度更高的全局一致基态潮流解，为后续的热电联合网络在线安全评估、优化调度打下基础。
后续研究内容 本文只考虑供水网络，进行状态估计，但在实际中，由于状态估计是为了探测全网的状态，因此在后续研究中，应对供水网和回水网一起进行状态估计。此外，由 于热电联合状态估计可以增加冗余度，因此可以探究在低冗余度下热电联合状态估计较单独状态估计的优势。另外，还可以利用热电联合状态估计多出的冗余度来进 行边界坏数据辨识。
主要图表
参文格式董今妮，孙宏斌，郭庆来，等．热电联合网络状态估计[J]．电网技术，2016，40(6)：1635-1641.Dong Jinni，Sun Hongbin，Guo Qinglai，et al．State estimation for combined electricity and heat networks [J]．Power System Technology，2016，40(6)：1635-1641 (in Chinese)．
第一作者董今妮
团队介绍 清华大学电机系智能电网能量管理团队暨能源互联网创新研究院能量管理和调控研究中心由张伯明教授、孙宏斌教授、吴文传教授、郭庆来副教授牵头组成，目前拥有教授3人、副教授1人、博士后2人、研究生30余人。主要从事电力系统能量管理技术、无功电压控制、新能源并网和能源互联网等领域的研究工作。曾获国家级科技奖励2次，入选中国高等学校十大科技进步奖1次。近5年团队发表或录用SCI论文60余篇，其中近40篇发表在IEEE Transactions等高水平期刊。研发的能量管理系统软件、自动电压控制软件等在国内二十余个网省应用，并推广到PJM等海外电网。注：本文转载自《电网技术》