全球超过50%的人口居住在城市，城市的终端能耗与排放占全球总量超过60%，因此城市能源的低碳转型对实现全球的可持续发展意义重大。与此同时，面对影响日益显著的气候变化与极端天气事件，提升能源系统的韧性至关重要。本研究聚焦城市能源低碳转型规划中的韧性问题，构建一个自底向上的能源系统多目标规划模型，该模型可实现长期投资决策（20年）与短期调度决策（逐时）的协同优化，综合考虑成本最低、排放最小及韧性最好三个目标函数之间的权衡关系（即：能源三元悖论），其中，以“能源结构多样性”表示能源系统的韧性，并引入“赋初值”的启发式求解策略加速非线性优化模型的求解；同时以帕累托前沿的方式展示不同优化目标之间的权衡关系，并利用后验决策方法在帕累托前沿上甄选权衡的最优解。
该规划模型是对城市能源韧性规划的初探，可评估不同优化目标下的城市能源最优转型路径，为城市能源的可持续转型提供一种what-if情景评估与辅助决策工具。以典型沿海城市--厦门的能源系统为例展开分析，相关发现旨在为沿海城市的能源转型提供经验参考。研究成果以Balancing the Energy Trilemma in energy system planning of coastal cities为题，发表在能源领域顶级期刊Applied Energy，影响因子9.6。该研究由城市环境研究所、国网厦门供电公司、劳伦斯伯克利国家实验室以及同济大学共同完成。景锐（特别研究助理）为第一作者，林剑艺研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（71573242）的资助。
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多目标、自下而上、长跨度与高粒度耦合的城市能源规划模型架构示意图，可有效平衡能源系统转型中的“三元悖论”