第04版:能源周刊

多元模式与技术创新驱动风光储融合迈向高质量发展

□ 石琳琳

4月28日,由中国产业发展促进会指导,中国产业发展促进会储能分会编写的《风光储融合发展研究报告》(简称《报告》)在“中国储能之都”包头市发布。《报告》围绕风光储融合发展的现状与趋势,从风光储融合发展形势、技术创新、应用实践、商业模式与产业政策等角度进行了全面梳理分析,致力于全方位、系统性地呈现风光储融合发展情况,并在此基础上,对未来风光储融合发展趋势提出科学建议。

在全球能源转型浪潮中,我国在“双碳”目标的指引下,大力发展新能源已经成为能源发展的主旋律。伴随着风电、光伏等可再生能源在能源结构中的占比稳步攀升,其与生俱来的间歇性与不稳定性正成为电力系统安全、稳定、高效运行所面临的核心挑战。风光储一体化、协同化发展已经成为应对以上问题的有效方式,并且在发展模式及关键技术等方面取得了明显成效。

多元模式协同发展风光储一体化正当时

《报告》显示,风光储一体化主要包括以并网发电为主的并网型风光储系统和以保障负荷为主的基于源网荷储一体化的风光储系统。并网型风光储系统适用于大型风电光伏基地,配建调节性电源保障基地电力输出趋于稳定,满足基地输出电力的调峰需求。源网荷储一体化项目主要针对增量负荷,通过构建源网荷储高度融合的新型电力系统,提高电力系统的灵活性和可靠性,实现能源的高效利用及供需平衡。“沙戈荒”大基地等新能源装机规模的不断增长以及分布式新能源配置储能需求的不断扩大将成为风光储一体化模式的主要增长点。

水风光储一体化模式充分发挥水电机组的灵活性来平移风光出力波动,提高电能质量。我国各大主要流域相继开展水风光储多能互补示范工程建设,规划并启动了金沙江上游、雅砻江、澜沧江上游等多个千万千瓦级的大型水风光储多能互补开发基地。未来水风光储一体化大型基地的建设将集中在风光水等自然资源丰富的西北、西南地区,通过集中式开发和管理,实现能源的高效生产和输送。

根据《报告》,当前新能源产业已经逐渐从新型电力系统向新型能源系统迈进,由新能源、储能、制氢、合成氨醇组成的风光氢储氨醇一体化项目正在成为热点,目前正处于快速发展阶段。氢储能可实现大规模、长周期、跨季节储能,绿色氢基产品可解决高能耗工业脱碳问题,以氢能为核心,实现氢基绿色能源转化,成为绿色经济发展的有力支撑。当前风光氢氨醇产业正处于技术突破期,氢氨醇制备存储等技术的不断创新和突破,有望进一步提升风光氢氨醇一体化项目的能效,降低生产成本。

风光火储一体化是多能互补的重点发展路径,其最大特点是改变火电在发电系统中的主体作用,将火电作为主要的调节手段,优先利用新能源电力,搭配储能设备以充分发挥系统调节能力。耦合储能系统成为提升燃煤机组调峰能力与支撑水平的有效途径,熔盐储热技术、压缩空气储能技术可满足煤电机组灵活性调峰,飞轮储能技术可弥补煤电机组灵活运行后的转动惯量不足,电化学储能技术可辅助煤电机组实现负荷的“削峰填谷”。

人工智能驱动风光储可靠性经济性双提升

风光储一体化发展需要合理优化配置风光储容量,挖掘风光储互补特性与受端电网负荷的匹配特性,充分兼顾系统的经济性、稳定性和可靠性。随着风光储系统集成配置优化技术与微电网技术的不断迭代,风光储一体化向着智能化、融合化发展稳步推进。

《报告》显示,合理的风光储容量配比有助于发挥各类电源的互补特性,保障系统的经济性与稳定性。多目标优化配置成为当下的研究的热点之一,目前研究主要集中在三个方面,一是与新能源配合使用接入电网,平抑新能源波动,提升新能源消纳水平;二是通过储能的合理配置实现配电网经济性最优;三是将储能用于调峰调频的同时考虑经济性。能量型和功率型的混合储能形式能够提高供电的持续性和可靠性,目前已在项目中开展实践应用,混合储能的系统配置研究也是当下的难点之一。

风光资源具有良好的时空互补性,利用风光储场站的联合优化调度可使场站的输出功率更平稳。在新能源功率预测方面,人工智能和大数据技术的迅猛发展显著提高了风光发电功率预测方法的准确性和可靠性,中短期24小时内预测准确度整体可达到90%以上。在优化调度方面,依托新能源发电情况、负荷需求与储能状态,灵活调整发电计划,实现新能源利用率最大化,进一步提升了风光储一体化系统的整体性能和价值。

微电网作为配电侧源网荷储资源集成的一种新技术形态,是促进规模化分布式新能源就地消纳,实现多元新要素就近聚合互动的有效手段。在人工智能等技术的推动下,微电网运行控制、能量管理等核心技术不断提升,当前处于示范应用到逐步推广阶段。未来微电网技术将在偏远地区、工商业园区、社区和住宅、紧急救援等多个领域和场景中得到广泛应用。

随着风光储行业规模的不断扩大,风光储技术水平的提升与自主化、运营模式与市场机制的逐步完善、行业整体高质量竞争成为未来风光储行业高质量发展的提升方向。

(作者系中国产业发展促进会氢能分会研究员)

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