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2015年7月，国务院发布了《国务院关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，“互联网+”智慧能源在列，目的是希望通过互联网促进能源系统扁平化，推进能源生产与消费模式革命，提高能源利用效率，推动节能减排。
黄埔区是广州市重要的经济发展增长极，经济规模大，经济总量稳居全市第二名。能源消费总量自2010年起，每年保持1000万吨标煤以上，远远大于广州市其他行政区。此外，黄埔区拥有丰富的能源互联网元素，区内已建成大型发电厂、热电厂、分布式光伏发电、分布式能源站、各电压级的配电网、加氢站、充电桩、供热管网等能源设施，进行多能流协同的“源-网-荷-储”基本硬件条件完备。
基于此，为研究广州市黄埔区能源互联网建设规划问题，本文首先梳理了广州市黄埔区能源发展现状及分析现今广州市黄埔区所面临的能源挑战，然后预测广州市黄埔区用户的冷热电多种能源需求，分析当前黄埔区已有的能源供应方式和渠道，提出“集中能源模块供应基荷，分布式能源模块与储能模块协作跟踪峰荷和腰荷”的出力安排和调度排序，建立广州市黄埔区能源互联网“经济-环境-能源效率”协调的多目标优化配置及运行数学模型。所建立的模型为多目标非线性规划问题，求解过程容易受到物理量纲的影响，需要对目标函数进行无量纲化处理。针对该目标函数，选择Matlab计算软件，调用FMINCON函数作为求解手段。从不计及外购电和计及外购电两个层面进行计算分析，分别求得在特定情景下的最优能源技术组合方案策略。在此基础上，采用层次分析法和功效系数法计算上述求解方案策略的综合评价得分。主要结论如下:
(1)本文采用人均电量消费法、电力弹性系数法、比例系数增长法、分部门法、回归模型预测法和单位建设用地负荷密度法等预测方法对广州市黄埔区电力负荷进行预测，预测结果均在同一量级上，其中，电力弹性系数法与分部门预测法、比例系数增长法与回归模型预测法两组预测方法预测结果相近，人均电量消费法预测结果最低，而单位建设用地负荷密度法预测结果最高。单位建设用地负荷密度法可以反映黄埔区内部功能分区的电力需求差异，在地理位置上表现为“两翼高，中间低，两头平”的用电格局，并且可以测算出产业的电力消费结构;采用实地调研法和统计法预测广州市黄埔区热负荷，工商业热需求差距悬殊，工业热需求量为商业热需求量的32倍;采用地区参照法预测冷负荷，预测量大约占电负荷的8％。
(2)综合考虑了经济、环境和能源效率三个维度，以经济效益最大化、环境效益最大化和能源效率最大化为子目标，以提高能源系统整体性能为最终目的，在满足黄埔区电、热、冷等负荷需求的前提下，计及负荷平衡约束、设备特性约束、运行方式约束及能源条件约束，建立广州市黄埔区能源互联网多目标优化配置及运行数学模型。其中，模型里最大限度地包含了能源互联网系统内的所有信息，包括能源技术机组信息、环境排放信息、市场信息等，还考虑了系统削峰填谷的机制。
(3)在不计及外购电情景中，根据权重系数分配方案的不同，制定出均衡策略、经济发展策略、环境保护策略及能源效率策略等四种最优化能源技术组合方案，其中根据负荷持续曲线特征及考虑了储能对光伏发电功率波动的平抑影响，还计算出了每种策略的储能规模。并在四种方案策略的基础上，在住宅区、工业区和商业区等建筑群尺度进行分布式能源的合理分配。与传统供能模式进行对比，系统性能优化显著。在计及外购电的情景中，结果表明，在既定的电力需求下，外购电占比为19.8％为系统最优化情形。与不计外购电的其他策略相比，可以取得一定的减排功效，但获得的经济收益要下降。
(4)本文尝试用层次分析法和功效系数法对上述策略方案进行系统性能综合评价。根据指标选取的从少从简、相互独立、典型代表三个原则，选取了经济收益、二氧化碳排放量和能源利用效率来作为指标体系内的指标参数。两种评价方法计算出来的结果表明，能源互联网发展形态倾向于经济收益最大化和能源利用效率最大化。
黄埔区是广州市重要的经济发展增长极，经济规模大，经济总量稳居全市第二名。能源消费总量自2010年起，每年保持1000万吨标煤以上，远远大于广州市其他行政区。此外，黄埔区拥有丰富的能源互联网元素，区内已建成大型发电厂、热电厂、分布式光伏发电、分布式能源站、各电压级的配电网、加氢站、充电桩、供热管网等能源设施，进行多能流协同的“源-网-荷-储”基本硬件条件完备。
基于此，为研究广州市黄埔区能源互联网建设规划问题，本文首先梳理了广州市黄埔区能源发展现状及分析现今广州市黄埔区所面临的能源挑战，然后预测广州市黄埔区用户的冷热电多种能源需求，分析当前黄埔区已有的能源供应方式和渠道，提出“集中能源模块供应基荷，分布式能源模块与储能模块协作跟踪峰荷和腰荷”的出力安排和调度排序，建立广州市黄埔区能源互联网“经济-环境-能源效率”协调的多目标优化配置及运行数学模型。所建立的模型为多目标非线性规划问题，求解过程容易受到物理量纲的影响，需要对目标函数进行无量纲化处理。针对该目标函数，选择Matlab计算软件，调用FMINCON函数作为求解手段。从不计及外购电和计及外购电两个层面进行计算分析，分别求得在特定情景下的最优能源技术组合方案策略。在此基础上，采用层次分析法和功效系数法计算上述求解方案策略的综合评价得分。主要结论如下:
(1)本文采用人均电量消费法、电力弹性系数法、比例系数增长法、分部门法、回归模型预测法和单位建设用地负荷密度法等预测方法对广州市黄埔区电力负荷进行预测，预测结果均在同一量级上，其中，电力弹性系数法与分部门预测法、比例系数增长法与回归模型预测法两组预测方法预测结果相近，人均电量消费法预测结果最低，而单位建设用地负荷密度法预测结果最高。单位建设用地负荷密度法可以反映黄埔区内部功能分区的电力需求差异，在地理位置上表现为“两翼高，中间低，两头平”的用电格局，并且可以测算出产业的电力消费结构;采用实地调研法和统计法预测广州市黄埔区热负荷，工商业热需求差距悬殊，工业热需求量为商业热需求量的32倍;采用地区参照法预测冷负荷，预测量大约占电负荷的8％。
(2)综合考虑了经济、环境和能源效率三个维度，以经济效益最大化、环境效益最大化和能源效率最大化为子目标，以提高能源系统整体性能为最终目的，在满足黄埔区电、热、冷等负荷需求的前提下，计及负荷平衡约束、设备特性约束、运行方式约束及能源条件约束，建立广州市黄埔区能源互联网多目标优化配置及运行数学模型。其中，模型里最大限度地包含了能源互联网系统内的所有信息，包括能源技术机组信息、环境排放信息、市场信息等，还考虑了系统削峰填谷的机制。
(3)在不计及外购电情景中，根据权重系数分配方案的不同，制定出均衡策略、经济发展策略、环境保护策略及能源效率策略等四种最优化能源技术组合方案，其中根据负荷持续曲线特征及考虑了储能对光伏发电功率波动的平抑影响，还计算出了每种策略的储能规模。并在四种方案策略的基础上，在住宅区、工业区和商业区等建筑群尺度进行分布式能源的合理分配。与传统供能模式进行对比，系统性能优化显著。在计及外购电的情景中，结果表明，在既定的电力需求下，外购电占比为19.8％为系统最优化情形。与不计外购电的其他策略相比，可以取得一定的减排功效，但获得的经济收益要下降。
(4)本文尝试用层次分析法和功效系数法对上述策略方案进行系统性能综合评价。根据指标选取的从少从简、相互独立、典型代表三个原则，选取了经济收益、二氧化碳排放量和能源利用效率来作为指标体系内的指标参数。两种评价方法计算出来的结果表明，能源互联网发展形态倾向于经济收益最大化和能源利用效率最大化。