分散能源自治的能源系统建模综述

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摘要翻译：
在过去的三十年里，对分散自治能源系统的研究关注呈指数级增长，这从出版物的绝对数量和这些研究在能源系统建模文献中的份额可以看出。本文介绍了地方自治能源系统的研究现状和未来的建模需求。共对359项研究进行了粗略调查，其中123项是详细的子集。对这些研究的方法和应用的特点进行了评估，以便得出共同的趋势和见解。大多数案例研究适用于中等收入国家，只侧重于居民部门的电力供应。此外，许多研究在目标和应用方法方面具有可比性。地方能源自治与高成本相关，导致平均0.41美元/千瓦时的电价水平。通过对这些研究的分析，可以发现未来研究的许多改进之处：这些研究缺乏对自主能源系统对周围能源系统影响的分析。此外，自主能源系统的鲁棒设计要求更高的时间分辨率和极端条件。今后的研究还应制定方法，考虑当地利益攸关方及其对能源系统的偏好。
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英文标题：
《Reviewing energy system modelling of decentralized energy autonomy》
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作者：
Jann Michael Weinand, Fabian Scheller, Russell McKenna
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最新提交年份：
2020
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分类信息：

一级分类：Economics        经济学
二级分类：General Economics        一般经济学
分类描述：General methodological, applied, and empirical contributions to economics.
对经济学的一般方法、应用和经验贡献。
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一级分类：Quantitative Finance        数量金融学
二级分类：Economics        经济学
分类描述：q-fin.EC is an alias for econ.GN. Economics, including micro and macro economics, international economics, theory of the firm, labor economics, and other economic topics outside finance
q-fin.ec是econ.gn的别名。经济学，包括微观和宏观经济学、国际经济学、企业理论、劳动经济学和其他金融以外的经济专题
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英文摘要：
  Research attention on decentralized autonomous energy systems has increased exponentially in the past three decades, as demonstrated by the absolute number of publications and the share of these studies in the corpus of energy system modelling literature. This paper shows the status quo and future modelling needs for research on local autonomous energy systems. A total of 359 studies are roughly investigated, of which a subset of 123 in detail. The studies are assessed with respect to the characteristics of their methodology and applications, in order to derive common trends and insights. Most case studies apply to middle-income countries and only focus on the supply of electricity in the residential sector. Furthermore, many of the studies are comparable regarding objectives and applied methods. Local energy autonomy is associated with high costs, leading to levelized costs of electricity of 0.41 $/kWh on average. By analysing the studies, many improvements for future studies could be identified: the studies lack an analysis of the impact of autonomous energy systems on surrounding energy systems. In addition, the robust design of autonomous energy systems requires higher time resolutions and extreme conditions. Future research should also develop methodologies to consider local stakeholders and their preferences for energy systems.
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关键词：Publications Contribution Improvements Quantitative Stakeholders

回顾分散式能源自治的能源系统建模Jann Michael Weinand1,Fabian Scheller2,Russell McKenna2 1能源经济学教授，卡尔斯鲁厄理工学院，Hertzstraée 16,76187 Karlsruhe，德国2 DTU管理，丹麦技术大学，2800公斤。作者：Jann Michael Weinand,Jann.Weinand@kit.edu,+49 721 608 444 44摘要在过去的30年里，对分散自治能源系统的研究关注呈指数级增长，这从出版物的绝对数量和这些研究在能源系统建模文献语料库中的份额可以看出。本文介绍了地方自治能源系统的研究现状和未来的建模需求。共对359项研究进行了粗略调查，其中123项是详细的子集。对这些研究的方法和应用的特点进行了评估，以便得出共同的趋势和见解。大多数案例研究适用于中等收入国家，只侧重于居民部门的电力供应。此外，许多研究在目标和应用方法方面具有可比性。地方能源自治与高成本相关，导致平均0.41美元/千瓦时的电价水平。通过对这些研究的分析，可以发现未来研究的许多改进之处：这些研究缺乏对自主能源系统对周围能源系统影响的分析。此外，自主能源系统的鲁棒设计要求更高的时间分辨率和极端条件。今后的研究还应制定方法，考虑当地利益攸关方及其对能源系统的偏好。文献综述包括123项关于地方自治能源系统的研究。⑵主要是从中央规划者的角度进行模拟或优化；最常见的模型HOMER和EnergyPlan应该在未来的研究中扩展；本地能源自治的平均电力成本为0.41美元/千瓦时。未来的工作应侧重于非技术维度、开放模型和数据关键词：文献综述、能源自治、离网系统、100%可再生能源、能源系统分析、电力成本水平化、市政、偏远地区能源、卷203、2020、117817、10.1016/J.energy.2020.117817、http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/2缩写sabbreviationsbeography Based optimisationchpboBiography Based heat and powerdoctype文档，例如文章或评论能源自治能源系统电动汽车能源自主-低收入国家-中等收入国家-负荷概率-标准-决策分析-太阳能电池-可再生能源-中等收入国家1-1。1993年至2017年间，全球能用上电的人口比例从77%上升到89%左右[1]。自2012年以来，每年有超过1亿人获得电力。然而，据估计，即使到2030年，仍将有约6.7亿人用不上电[2]。大多数无法获得服务的人生活在农村地区（84%）和撒哈拉以南非洲或发展中亚洲(95%)[3]。负面的例子包括布隆迪、乍得和马拉维等发展中国家，这些国家只有不到15%的人口能用上电[1]。由于距离国家电网很远，发展中国家的许多新电气化地区采用柴油发动机的离网解决方案。这种完全能源自治的系统能够满足整个社区的能源需求，而无需能源进口[4]。而这些完全自主的（即。

在发展中国家存在离网能源系统主要是出于成本考虑，在完全电气化的工业化国家，市政当局和地区也在努力实现能源自治（即。这是由于能源过渡和相关的环境意识[5]以及公民希望在能源供应方面发挥积极作用和减少对中央市场和结构的依赖（E。g.[6,7])。大多数有能源自治(EA)愿望的城市都在努力实现平衡的能源自治，其重点通常是电能[5]。在这种情况下，如果ESs是能量中立的，即每年当地提供的能量超过每年的需求，则ESs是平衡自治的[4]。与完全自主的能源解决方案相比，进口和出口是可能的。地方能源自治(LEA)可以采取不同的形式和程度。特别是，自治ESs需要展示Rae和勇敢地定义的基本准则[4]。首先，本地系统能够产生至少同样多的能量来满足需求。其次，本地系统允许在需求和供应之间存在时间不匹配的情况下进行能源转移（即通过储存或在平衡自治的情况下通过能源基础设施）。第三，该系统能够在独立或离网的基础上独立运行。因此，地方自治努力与社区的积极参与有关，或者更确切地说，系统组成部分由社区成员拥有。一般来说，自治努力与自治和社区所有权的概念直接相关[4]。在这项研究中，EA的定义是相同的：它关注于城市内部的植物，这些植物往往由当地社区经营，也可能包括传统的技术。然而，由于对燃料运输的依赖和以柴油为基础的ESs的高成本，在这些情况下，至少由部分可再生能源(REs)组成的供应可能是值得的。图1显示了分散（自治）能源系统的示意图。正如上面的例子所表明的，平衡的或完全自主的ESs与不同的目标有关，对局部环境有不同的影响，但也可能对总体系统有不同的影响。由于LEA（C.F.第3节）的相关性日益增强，有必要详细阐述和定义过渡过程的各个方面和成功的过渡途径。因此，本研究的目的是回顾有关农村、地区、城市和地区的LEA的文献，以确定当前的技术状况和差距或未来研究的起点。选择这种空间分辨率是因为适用类似的条件，例如从技术角度（分散的能源技术），但也从社会角度（如利益攸关方的数量和类型）。因此，对单个建筑和更大地区如整个国家的研究被排除在外。与现有的大量评论相比，本文首次全面概述和定量分析了在地方一级的EA案例研究中应用的方法（参见第2节）。图1：分散能源系统的示意图。研究中出现的技术不能得到全面的论证。在本审查中，只包括了关于市一级和区域一级的研究，即没有关于家庭或国家一级的研究。与完全能源自主的情况（离网）相反，在平衡能源自主的情况下，允许从国家一级进口。本文的结构如下：第2节概述了已发表的关于ES分析的文献综述，重点是分散EA。随后，第3节介绍了文献检索的方法。

在第5节对研究进行批判性评估之前，第4节介绍并讨论了从文献分析中得出的最重要的发现。第六节给出了总结和结论。2.现有文献审查一些审查文件已经审查了关于较大区域（如城市地区）[8、9]和较小区域（如市镇/社区）[4、10-16]的地方环境服务规划的研究。在某些情况下，重点是EA的某种形式[4,10,15,16]，或者这个主题至少被简要讨论[11,14]。其他一些评论论文[17-20]讨论了EA，但没有将重点放在第1节中定义的本地级别上。尽管发达国家和发展中国家在LEA努力的动机方面存在着一些不可否认的差异，但根据Engelken等人的审查，由于分散式再生发电机的日益利用，LEA项目在工业化国家也是一个商业机会。[21]。尽管有所有的家庭级别自我供应市政级别社区能源需求侧灵活的国家或国际级别，但在完全自治（离网）的情况下是不可能的。Heard等人提出了批评。[19]，在Brown等人的综述中，各种研究证明了这种局部RE系统的可行性和可行性。[17]和Hansen等人。[18]。在这种情况下，实现这种可行性的策略需要讨论与EA有关的关键因素。Kaundinya和Ravindranath[16]提出了相应自治项目的一般成功和失败的故事。作者认为，基于技术-经济-金融-环境可行性来评估离网和并网系统适用性的广义方法在文献中尚未找到足够的覆盖。Keirstead等人从概念上总结了塑造本地ESs的问题和趋势。[8]和Koirala等人。[11]。在这个问题上，地方ESs非常符合自力更生和独立的新自由主义思想[11]。然而，向地方自治系统的转变不仅与一系列社会、财政和环境利益有关。关键的挑战是环境影响的程度和规模、需求与供应的匹配、社会经济和政治因素的重要性以及偏远社区的结构要求[11]。这些结果与Rae和Bradley的研究结果一致[4]。在考虑到平衡或完全自主能源项目的不同驱动因素的同时，审查调查了环境、政治、经济、技术和社会关切。尽管可再生能源的产生和利用主要是一项技术挑战，但社会和政治方面是社区实施可再生能源的最重要因素。Müller等人的EA概念框架。[15]有一个类似的重点：行政当局和社区利益相关者的参与和动机是向LEA成功过渡的决定性因素。此外，由于最坏情况的影响，在可再生能源可用性方面确保稳定的供应和可靠性可能会增加系统的成本和复杂性[19]。与本地自主项目一样，分布式能源发电包含了各种各样的技术，这些技术往往对部署环境高度敏感[14]。因此，必须考虑区域或社区的必要空间和时间界限。所提到的一些方面也是针对未来的建模需求提出的。Nakata等人概述了低碳社区模式方法的跨学科和多维特征。[20]:模型应考虑例如。

利用废物获取能源、纳入各部门以及与发展中国家农村地区能源促进发展问题有关的办法。根据目标和限制，Gamarra和Guerrero[10]通过回顾应用于微电网规划的优化技术，指出了创新的规划准则。虽然自治系统的微电网选址问题需要稳健的方法，但自治系统的运行只有在可靠的能量管理系统下才有可能。因此，随机优化可以是一个更现实的估计的解决方案[16]。此外，Scheller和Bruckner[12]提出了城市一级的ES建模的要求，并讨论了现有的优化模型及其基本方法。它们为成功的经济系统分析提供了未来的建模需求，这也与所提到的自治项目的挑战有关。与许多其他文献综述相比，本论文对地方一级能源自治系统案例研究中的应用方法进行了全面的概述和定量分析。在本节讨论的评论中，只有[4，10，11，14-16]关注本地级别的EA。这6篇论文中，只有Kaudinya等人。[16]和Gamarra等人。[10]侧重于方法方面。然而，这些研究不同于目前的综述性研究，集中于并网和离网ESs的比较[16]或仅限于微电网研究[10]。此外，这些研究分别来自2009年[16]和2015年[10]，自那以后，发表的关于LEA的文章增加了一倍多（参见第3节）。除一般专题外，本审查还涵盖了新的方面，如地方能源自治系统成本汇编（参见第4.7节）。3.回顾方法从1990年到2019年，关于本地ES分析的文献呈指数增长（参见图2)，以及第1节描述的LEA努力。Scopuss被用于初级文献检索，因为它比其他数据库（如Web of Science）覆盖了更广泛的期刊[22]和更多的最新来源[23]。表1中的初始搜索查询总共产生了2,453项研究（参见图2）。搜索查询包含方法（例如，ES分析或模拟）、空间分辨率（例如市政或地区）以及限制它是同行评审的文章。在2453项关于本地ESs分析的研究中，有359项（15%）涉及自主ESs，近年来也呈指数增长（表1和图2中的调整搜索）。表1:Scopus中文献检索的不同搜索查询。缩写“title-abs-key”用于搜索文章标题、摘要和关键词中的术语。包括原创研究文章（参见。

“（DOCTYPE,“AR”）“在搜索查询中），它们发表于1990年至2019年之间。搜索名称搜索查询编号studiesInitial searchTITLE-ABS-KEY（“能源系统”和（“模拟”或“建模”或“优化”或“分析”）和（“地区”或“市政”或“市政”或“社区”或“社区”或（“地区”而不是“地区供暖”）或“城市”或“城市”或“城镇”或“偏远”））和（限制-to（DOCTYPE,“AR”））2,453调整的搜索标题-ABS-Key（“能源系统”和（“模拟”或“建模”或“优化”或“分析”）和（“地区”或“市政”或“市政”或“社区”或“社区”或（“地区”而不是“地区供暖”）或“城市”或“城市”或“城镇”或“偏远”）和（“离网”或“离网”或（“100%”和“RE”）或（“100%”和“可再生”）或“100%可再生”或（“能源”和“自主”）或（“能源”和“自给自足”）或（“能源”和“自给自足”）或（“能源”和“自给自足”）或“能源独立”或“独立”或“岛屿系统”））和（限制-to（DOCTYPE,“AR”））“能源系统分析”搜索标题-ABS-KEY（“能源系统”和（“模拟”或“建模”或“优化”或“分析”））和（限制-to（DOCTYPE,“AR”））12,368主题的日益重要只能与出版物数量的总体指数级增长有关。然而，地方ES分析在ES分析（表1中的能源系统分析搜索）领域的份额从8%（1990年）增加到20%(2019)，地方能源自治系统的份额从0%增加到3%。对359项关于LEA的研究进行了审查，以确定是否适合本综述。由于表2所列的原因，236项研究被排除在外。对于122个，大多数被排除在外，因为空间分辨率不合适（例如对单个建筑物的ES分析）。总共还有123项研究([24-105，105-132，132-140，140-146])，分别是https://www.scopus.com/search/form.uri？display=basic5主要发表在《能源》和《可再生能源》期刊上（见表3）。此外，表4显示了全球引用最多的十篇关于LEA的文章。表2：由于在Scopus中调整搜索而导致的研究，由于表中给出的原因，本文献综述中没有考虑。排除标准研究参考的数量本研究没有考虑第1节（一）中定义的能量自治。e.至少必须分析平衡的自治）[147-176]自治是在不同于能源的背景下考虑的[177，178]自治只是作为一个未来的目标在论文中提到[179-181]研究的空间分辨率不符合我们对地方能源系统的定义（参见。第1节）·单一消费者/家庭/建筑[182-222]·单一商业应用o农业井[223,224]o海水淡化装置[225-231]o蜂窝基站/电信装置[232-242]o医院/保健设施[243-247]o酒店[248-252]o图书馆[253]o无线传感器节点[254]o机械实验室[255]o农业应用（农场或灌溉区）[256-261]o选民登记中心[262]o沙漠狩猎营地[263]o旅游设施[264]o充电站[265]o采矿场[266-268]o工厂/企业[269-271]o炼油厂[272]o道路照明系统[273]o大学设施/学校[274-277]o清洁水和厕所系统[278]o废水处理厂[279]；大区[280-282]；一个或几个国家[283-303]单一能源工厂/技术分析[304-338]航空航天应用[339,340]气候分析[341-344]研究集中于能源系统的控制策略[345-357]研究引入了一个没有自主权的新模型案例研究[358-360]研究为离网地区制定负荷概况[361，362]研究侧重于定性分析[363-377]对给定的100%可再生能源系统的分析[378，379]文本语言：韩文[380，381]出版物未找到[382]表3：研究在其发表期刊中的分布情况。

只有那些发表了五项或更多研究的期刊才被显示出来。研究的数量在123项研究中分享[%]能源可再生能源转换和管理国际可再生能源研究杂志应用能源清洁生产杂志太阳能能源6表4：基于全球引用的关于地方能源自治的最相关文章(15.01.2020)。ArticleTitleJournalGlobal citationsAshok 2007[33]基于社区的混合能源系统的优化模型。可再生能源等人。2014[134]一项针对偏远岛屿的独立混合太阳能-风能-电池系统的可行性研究，Appliced EnergyKanase-Patil et al.2010[72]用于偏远地区离网农村电气化的综合可再生能源系统。《可再生能源》Stergaard和Lund 2011[100]弗雷德里克沙文的一个可再生能源系统，使用低温地热能进行地区供暖。应用能源等。2014[85]关于香港偏远岛屿抽水蓄能的独立混合太阳能-风能系统的技术可行性研究。可再生能源Maleki和Askarzadeh 2014[88]为离网偏远地区供电的带电池蓄能的光伏/风能/柴油系统的最优规模：伊朗拉夫桑詹的案例研究。可持续能源技术和评估Shaghighat Mamaghani等人。2016[60]哥伦比亚农村离网电气化的光伏、风力、柴油和混合电气化系统的技术经济可行性。可再生能源古普塔等人。2010[58]用于村庄群离网电气化的混合能源系统稳态建模。可再生能源Rohani和Nour 2014[111]阿拉伯联合酋长国Ras Musherib独立混合可再生能源系统的技术经济分析。EnergyasKarzadeh和dos Santos Coelho 2015[36]优化独立于电网的混合可再生能源系统的新框架：伊朗的案例研究。太阳能图2：Scopus中两个搜索查询的期刊出版物数量的发展。光明曲线载有关于地方一级能源系统分析的出版物。对于暗曲线，对搜索查询进行了调整，使研究也能处理自治能量系统。Scopus的最后一次搜索是在2019年11月20日进行的。4.文献综述的结果本节介绍并讨论了123项研究的主要分析结果。首先，第4.1节解释了研究中使用的方法和模型。随后，第4.2节显示了案例研究的系统边界。第4.3节介绍了正在考虑的EA的类型和可行性。在下面的4.4节中，将讨论时间分辨率。第4.5节在第4.605001000150020002500节之前指出了所包括的技术。公开年度初始搜索调整搜索359（15%）2,453 title-abs-key（“能源系统”和（“模拟”或“建模”或“优化”或“分析”）和（“地区”或“市政”或“市政”或“社区”或“社区”或（“地区”而不是“区域供暖”）或“城市”或“城镇”或“偏远”）和（“离网”或“离网”或（“100%”和“可再生”）或（“100%”和“可再生”）或“100%可再生”或（“能源”和“自治”）或（“能源”和“自给自足”）或（“能源”和“自给自足”）或（“能源”和“自给自足”）或（“能源”和“自给自足”）或“能源独立”或“独立”或“能源自治”或“岛屿系统”））和（LIMIT-TO（DOCTYPE,“AR”））7审查了对电网基础设施的考虑。最后，第4.7节比较和讨论了研究结果的LEA成本。联机附录中的补充Microsoft Excel文件包含本文讨论的所有信息。并非所有的研究都能确定所有的方面。在其中一些情况下，Excel文件中的信息在括号中给出，这表明了基于研究详细分析的假设。

如果在以下各节中，在研究数量中所占的份额加起来不是123或百分比加起来不是100%，这是由于不能从每项研究中检索到所有信息。4.1.方法和模型综述文献（参见表5）中使用的方法从简单的能量平衡计算（如[70，99，104])到模拟（如[79，94，102])、元启发式（如遗传算法[69]、离散和谐搜索[88]、人工蜂群优化[89，90]或花授粉算法[113])、混合整数线性优化（如[30])和多目标优化（如[112])。表5：研究中应用的一般方法概述一般方法研究数量人工蜂群优化[89，90]传记优化算法[133]混沌搜索[128，129]Cukoo搜索[115]离散和谐搜索[47，88，128]电力系统级联分析[64]能量平衡计算[70，99，104，122]萤火虫算法[114]花授粉算法[113]模糊层次分析法[98]遗传算法[69，106]灰色关联分析[98]生命周期成本分析[87]多目标粒子群优化[37，125，126]多目标乌鸦搜索算法[68]多目标优化[112]非支配排序遗传算法-II[125，126]优化[30，34，49，54，56，58]59,63,72,74,78,92,98,109,117,124,146]多准则决策分析(MCDA)[80,92]粒子群优化[36,61,101]模拟退火[128]模拟[24-29,31-33,35,38-43,45,46,48,50-53,55,57,60,62,65-67,71,75-77,79-86,91,93-18-121，123，127，130-132，134-145]8在研究这些方法时，令人惊讶的是，在大多数情况下，只进行了简化计算。例如，植物的数量和大小通常是预定义的，而不是优化的。模拟经常被使用(56%，参见表5)，并且经常被称为优化。最好的例子是模拟软件HOMER和EnergyPLAN，分别用于61项（50%）和7项（6%）研究（参见表6）。除了HOMER和EnergyPLAN，其他模型只出现一两次，或者在研究中没有具体说明（参见表6）。虽然大多数HOMER的研究称之为最优化，但在其核心HOMER是一个仿真模型[383]。通过模拟来平衡能量的产生和消耗，并计算成本。在敏感性分析中可以模拟数千个不同参数的场景。随后，在所谓的优化中，根据所选择的标准（例如最小化成本或燃料使用），从所有情景中选择最佳解决方案[383]。这种探索性的方法来识别一个帕累托阵线并不一定产生最优解。本文所回顾的绝大多数使用HOMER的研究都有一个类似的结构：首先，针对特定的应用描述了经济参数、负荷分布以及可再生潜力和所考虑的ES。然后，通常根据成本（97%的情况）选择最佳的ES。因此，这些研究通常侧重于个案研究，而不是方法创新。这些研究的目的通常是减少偏远离网地区的柴油消耗。在三项研究中，新开发的方法与荷马模型进行了比较。结果表明，基于生物地理学的优化(BBO)算法[133]、遗传算法[69]或所谓的LINGO模型[72]在计算时间和成本最小化方面优于HOMER模型。例如，BBO algroithm找到了一个比HOMER更好的解决方案，并将计算时间从15小时减少到0.7小时[133]。

表6：在分析的文献中使用的模型。模型研究数studiesHOMER或HOMER Pro[24-29,32,35,38,39,41-43,45,46,48,50,53,55,57,60,62,65,66,71,75-77,80-83,86,91,93,95-97,105,108,110,111,118,121,127,132,134,144,145]能源计划[44,51,52,100,116,123,134,145]能源计划[92,124]72]Osemosys[56]p"aioneer[78]regfin[104]尽管HOMER在确定最优ES时显示出了弱点，但也应该认识到该工具的优点。它是一个开放的访问工具，每个人都可以使用，不需要很大的计算能力。因此，根据世界银行的国家分类[384]（参见表8)，该模型对于低收入或中等收入国家的偏远地区的研究特别有用（这里审查的荷马研究的75%）。与荷马模型相比，能量计划模型仅用于中等收入国家（中国[130])或高收入国家（意大利[44]、克罗地亚[5116]、丹麦[52100]、爱尔兰[123])的案例研究。然而，该模型也被归类为“模拟工具而不是优化工具”[385]，并且只包括调度优化。这意味着用户必须指定技术，因此必须对ES分析有一个全面的理解（就像在HOMER中一样）。朝着正确方向迈出的一步是Homer Pro的推出，它旨在为没有经验的用户简化Homer软件的使用[386]。除了这两个模型之外，还有越来越多的模型方法根据公开可用的数据（如OpenStreetMap）为优化模型生成输入。文献综述中的例子有FlexiGIS模型[30]和Re^aason模型[92，124]。根据作者的说法，至少对于FlexiGIS来说，计划在GitHub中发布一个开源出版物[30]。这些模型将使在ES分析领域没有经验的用户能够确定一个区域的能量潜力并优化ES。在应用这些模型之前，既不需要确定潜力，也不需要确定技术和工厂规模。4.1.1.在大多数ES分析中，一个中央计划者被用作视角。只有在Ramchandran等人身上。[107]，取而代之的是一家可再生能源服务公司的视角。一方面，这些中央计划方法显示了宏观经济的最优性。然而，另一方面，这些方法往往没有实现：可能很难说服个人房主在他们的家中安装从宏观经济角度而不是从商业角度来看是最佳的技术。因此，研究可能的激励制度，可以鼓励房主实施宏观经济EA计划是必要的。首先，从建筑业主的角度和宏观经济的角度比较了建筑水平上的最优ES可以得出结论。有希望的方法包括，例如，将优化方法与多准则决策分析(MCDA)相结合，如[80]和[92]。这些类型的分析还不包括每个居民的观点，但至少包括他们最重要的代表的观点。这有助于加强EA计划的可行性。4.1.2.目标标准采用的观点与许多研究的另一个缺点密切相关：目标标准的选择。在103项（84%）的研究中，只有成本最小化了。然而，正如第1节所示，成本并不是EA项目的唯一原因。在一些研究中，采用了与成本不同的目标标准，但这些分析并不代表改进，因为也只考虑了一个标准：技术可行性[85，116]、年效率[102，103]或煤耗[130]。

然而，除了上述MCDA方法之外，其他多目标方法代表了改进。除费用外，所审查的研究还考虑到表7https://www.openstreetmap.org/10中的标准。标准的可能权重可以在案例研究之前在现场确定，也可以从[5]中所述的调查中确定。表7：在MCDA或多目标优化的研究中除成本外的应用目标标准。标准研究数量CO2排放量[70，80，92，98，112]土地使用[54，70，80，83]供应安全[37，68，83，98]预测精度[125，126]能源供应的可再生份额[37，83]社会接受程度[80，98]社区净进口[92]创造就业机会[80]安装和操作的便利性[98]国内生产总值[104]健康问题[80]人类发展指数[80]噪音[80]山洪爆发的风险[80]技术效率[80]技术可靠性[80]技术寿命[80]技术可扩展性[80]技术成熟度[80]普及教育和两性平等[80]水消耗量[54]水质[80]4.2.系统边界本节首先坚持在回顾文献中案例研究的空间分辨率和位置（参见4.2.1)。然后，第4.2.2节表明，重点主要是需求产品电力。最后，强调了研究中考虑的需求部门（参见第4.2.3节）。4.2.1.空间分辨率和位置表8根据世界银行收入分类对所审查论文的案例研究进行了分类[384]。大多数研究是在中等偏下收入国家(LMIC)印度(21)、中等偏上收入国家(UMIC)伊朗（17）和中国（6）以及高收入国家(HIC)德国（7）进行的。虽然印度和伊朗的案例研究主要集中在没有电网连接的偏远地区，但在德国，完全电气化已经存在。因此，关于HICs中完全自治ESs的案例研究更多地是关于将社区与传输电网隔离开来。这些研究与以下问题有关：教育资源的转变应通过分散还是集中扩展可再生能源来实现。例如，在[387]中，由于在集中的情况下需要更高的输电网扩展成本，分散的扩展对于德国的情况被评估为更具成本效益。因此，自治社区对周围环境的可能影响（参见4.3节）在HIC研究中起着非常重要的作用。而低收入国家(LIC)、LMIC和UMIC主要将偏远农村地区作为个案研究，分别占100%、92%和74%，这些偏远地区仅占HIC研究的23%。相反，关于HIC的研究也经常调查岛屿(23%)、城市(20%)、地区（17%）和城市（14%）的EA。案例研究中审查的居民人数也反映了这一点：在LIC、LMIC和UMIC的研究中，分析了最多4750名居民的案例研究；在HIC研究中，调查了多达640,000名居民的案例研究。个案研究的确切地区或城市名称以及所审查的家庭和居民数量可在补充Excel文件中找到。在这方面，值得注意的是，所应用的方法的复杂性与所考虑区域的大小相适应。这意味着，选择的区域越小，分析中包含的细节就越多。例如，在Waenn等人。[123]在一个不太复杂的模拟（EnergyPLAN）的帮助下，确定了拥有640,000居民的ES的运行情况。在施密特等人的研究中，最大的案例研究是在优化的帮助下设计一个ES。[117]:一个有21000居民的大地区。然而，在施密特等人。