河海大學新能源學院許世杰團隊在《中國電力》2025年第4期發表論文《基于能碳耦合模型的微能源網源荷協同優化調度研究》。該研究聚焦“雙碳”目標下綜合能源系統低碳運行的瓶頸，創新性地提出了“源-網-荷”全鏈條協同的優化調度新框架，通過引入可調熱電比、動態碳排模型及“碳勢+電價”雙信號引導的低碳需求響應，顯著提升了電-熱-氣耦合微能源網的經濟性與低碳性，為區域能源系統的高效、智能降碳提供了關鍵技術路徑。

　　隨著全球能源轉型加速，綜合能源系統因其多能互補優勢成為實現綠色發展的核心載體。然而，傳統調度模式長期存在“重源側、輕荷側”的困境，即過度依賴發電側的碳捕集與交易，而忽視了海量用戶側參與調節的“沉睡”潛力，導致源荷割裂，系統整體能效與減碳能力難以突破。針對這一行業痛點，許世杰團隊的研究旨在構建一個打通“源-網-荷”的全新協同范式。

　　研究的創新突破體現在三大層面：

　　首先是源側的“靈活供能”革命。 團隊摒棄了傳統固定熱電比的熱電聯產機組模型，轉而采用可調熱電比機組，并創新性地耦合熱泵、電鍋爐等電制熱設備，構成靈活的能源樞紐。這套系統能像“智能能源管家”一樣，根據實時變化的電、熱負荷需求，動態調整能源產出比例，從源頭減少燃料浪費與無效碳排放。更重要的是，研究突破了行業內普遍采用的“固定碳排放強度”這一粗放假設，首次建立了機組碳排放強度與其出力水平動態關聯的精確模型，為后續整個系統的精細碳管理奠定了基石。

　　其次是網側的“碳足跡”精準追蹤。 研究團隊利用前沿的碳排放流理論，不僅分析了電網的潮流分布，還同步精準刻畫了熱網中熱能(熱水)的流動與溫度衰減過程，從而成功構建了電、熱兩種異質能源網絡統一的“能碳耦合模型”。該模型能實時計算并繪制出網絡中每一個節點的“碳勢地圖”，清晰揭示每消耗一度電或一焦耳熱所間接帶來的碳排放責任，實現了碳排放在時空維度上的透明化與可視化。

　　最后是荷側的“主動響應”激活。 這是本研究的最大亮點。團隊設計了一套“價格信號”與“碳勢信號”雙重引導的低碳需求響應機制。用戶不再是被動消費者，而是變為積極的“減碳合伙人”。他們不僅可以依據分時電價的高低來優化用能成本，更能參考實時發布的“碳勢地圖”，主動將高能耗行為從碳排放高峰時段、高碳勢區域，轉移至低谷時段、低碳勢區域。這種負荷的“智慧平移”，在為用戶節省開支、甚至創造碳收益的同時，極大地平滑了系統峰谷差，從整體上降低了化石能源消耗與系統總碳排放。

　　通過基于改進的IEEE 33節點電網和Barry島32節點熱網的仿真驗證，該方法展現了卓越性能： 與采用固定熱電比的傳統模式相比，新方法使系統燃氣成本降低13.2%，碳排放量減少7.4%;動態碳排模型的應用，使得成本與碳責任的核算更為精準公平。研究表明，電價波動顯著時，經濟性是用戶響應的首要驅動力;而當碳勢波動更劇烈時，減碳收益則成為主導因素，證明了雙重信號引導機制的有效性與適應性。

　　這項研究成果標志著微能源網調度從“源側單點減排”邁向了“源網荷協同降碳”的新階段。它通過精密的模型與算法，成功激活了用戶側這一規模巨大的分布式靈活性資源，為構建更經濟、更低碳、更具韌性的新型能源系統提供了堅實的理論支撐與極具前景的工程化解決方案。