重庆大学方斯顿教授团队：多能互补系统柔性建模与优化

作者简介

方斯顿，教授、博士生导师，国家高层次青年人才，重庆市学术技术带头人。2012年毕业于重庆大学，获工学学士学位；2017年毕业于上海交通大学（本科直博），获工学博士学位，论文提名上海交通大学优秀博士论文（全校共15人）。博士毕业后先后在新加坡南洋理工大学和香港中文大学从事博士后研究。2021年加入重庆大学电气工程学院，同年入选国家级青年人才项目，担任重庆大学“弘深优秀学者”，教授，博士生导师。

主要从事新能源与储能技术等方面的研究工作，在相关领域发表期刊论文80余篇（ESI高被引论文2篇），在Springer Nature出版英文专著2部（第一作者1部，通讯作者1部），其中获2022年Springer Nature“中国新发展奖”（能源领域唯一获奖者），科学出版社中文专著1部（第一作者）。2024、2025年全球2%顶级科学家，中国知网高被引学者（Top1%）。现担任IEEE IAS能源系统委员会“微电网与虚拟电厂”分委会秘书，中国造船工程学会青年委员，共担任4本英文期刊编委/副编辑及4本中文EI期刊青年编委，先后6次作为程序主席主持国际会议。主持包括国家自然科学基金优秀青年项目（海外）、智能电网重大专项（课题）、国家重点研发计划政府间合作专项（中国-马来西亚），国家自然科学基金面上项目在内的纵横向课题30余项。

随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益凸显，能源系统的可持续发展已成为当今社会的一个紧迫课题。为应对能源紧缺的挑战，可再生能源的大规模接入与高效利用成为实现能源可持续发展的关键战略举措，而多能互补系统可聚合多类型柔性资源对主要能源进行补充与灵活管理，正日益受到广泛关注与研究。

多能互补系统示意图

多能源互补技术将分布式异构能源系统作为集中式能源供应的重要补充，使传统“源-网-荷”的刚性链式结构转变为可灵活调控的“源-荷”柔性耦合结构，成为推动能源转型与利用方式变革的关键路径。

长期以来，传统工业的低碳化节能改造与能源高效利用是困扰能源企业的技术痛点，面临灵活性资源挖掘不足、时变负荷建模优化难、多能高效聚合方法缺失等问题，严重制约了配用电系统的碳减排效率与经济运行水平提升，亟须实现各类灵活性资源的可调节潜力挖掘与高效聚合。为此，作者聚焦多能互补系统的理论研究和多场景案例验证，形成覆盖柔性负荷可调节潜力辨识、复杂能流网络拓扑建模、多时间尺度能量优化规划的全链条技术体系，这些研究成果构成了《多能互补系统柔性建模与优化》一书的核心内容。

多能互补系统的一般性研究框架

在此背景下，本书立足于多能互补系统柔性建模与优化方法，旨在为读者呈现一个系统性的理论研究框架和实际应用案例，为推动能源领域跨越式发展提供理论支撑与技术参考。

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多能互补系统柔性建模与优化购买

方斯顿, 罗颖冰著

北京: 科学出版社, 2026. 3

ISBN 978-7-03-085158-1

全书共分为6 章，以“理论奠基—技术突破—应用验证”为逻辑主线展开论述。第1 章从宏观角度简述能源系统的发展历程，深入探讨可再生能源接入的重要性及多能互补系统的概念与优势。第2 章详细探讨多能互补系统的基础性研究框架，包括多能互补系统的一般性结构组成、建模方法、优化方法，为后续章节提供坚实的理论基础。第3 章以高耗能工业为研究对象，挖掘工业冲击负荷、连续作业负荷等柔性资源的可调节潜力，探讨能源高效优化配置的可能性。第4 章聚焦制造业，详细分析离散制造业负荷与流程制造业负荷的灵活可调节潜力。第5 章聚焦物流交通中心，给出港口负荷、物流中心负荷、公共交通中心负荷、机场综合能源系统等负荷特性建模与协同优化方法。第6 章以农牧业园区为研究对象，结合农牧业园区生物衍生循环利用过程与天然负碳属性，深入理解农牧业园区独特的电-碳耦合特性与生物质综合利用优化过程。

考虑能源-交通-信息融合的机场多能互补系统

CHP表示热电联产系统

本书由重庆大学电气工程学院方斯顿教授及其团队成员罗颖冰老师撰写，书中介绍的研究成果主要源自团队承担的科技项目。本书作者团队牵头多项相关项目/课题，包括国家科技重大专项、国家自然科学基金、国网/南网科技项目等，研究工作紧紧围绕工业多能互补系统的发展形态、基础建模理论、关键技术及工业应用来开展，解决了含电、热、气的异质多能互补系统能源利用提升难题，在高耗能工业、制造业、物流交通中心、农牧业园区等应用领域拥有国际认可的核心技术，形成了具有国际影响的研究特色与技术优势。

作为新型电力系统建设的关键技术领域，多能互补系统的发展方兴未艾。期待本书能为从事多能互补领域研究的学者提供理论参考，为一线技术人员开拓技术思路，共同推动我国能源领域向更节能环保、高效智能的方向持续演进。

本文摘编自《多能互补系统柔性建模与优化》（方斯顿, 罗颖冰著. 北京: 科学出版社, 2026. 3）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。

ISBN 978-7-03-085158-1

责任编辑：叶苏苏 武雯雯

本书介绍多能互补系统柔性建模与优化方法，着重阐述适用于多类型工业应用的多能互补系统一般性结构组成、建模方法与优化方法。本书内容涵盖相关领域的基础理论和应用案例，从宏观的能源系统发展历程，到具体的高耗能工业、制造业、物流交通中心、农牧业园区等应用场景，详细归纳多能互补系统在四类典型应用场景中的共性规律与差异化特征，并对设备级元件、能源转换子系统、系统级网络流模型进行建模分析与协同优化验证。总体而言，本书全面展现多能互补系统在多场景能源优化配置与协同调度方面的巨大潜力，为实现能源系统的可持续发展提供新的思路与方法。

本书适合从事电力系统与综合能源优化规划相关研究的学者参考阅读，也可为相关领域的高耗能工业企业工作人员、电力公司能源管理人员、高校科研人员提供多能互补转换与高效利用的新思路，有利于提高多能互补系统的运行经济性和智能化管理水平。

（本文编辑：刘四旦）

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