期 2024 年 11 月 Vol.13 No.11 Nov. 2024 储 能 科 学 与 技 术 Energy Storage Science and Technology 风光储多能互补能源系统容量配置优化 智筠贻 1, 3，凌浩恕 2, 3, 4，吴 昊 1，朱轶林 2，沈昊天 3，徐玉杰 2, 4，陈海生 2, 4 （ 1南京师范大学能源与机械工程学院，江苏 2中国科学院工程热物理研究所，北京 100190； 3中科南京未来能源系统研究院，江苏 南京 211135； 4中国科学院大学，北京 101408） 摘 要：风光储多能互补能源系统可充分利用可再生能源提高供能的经济性和环保性。本文提出了一种风光储多 能互补能源系统，建立了系统的能量模型；综合考虑系统运行的经济性和环保性，提出了系统综合成本和碳排 放量最低的目标；开发了改进型非支配遗传算法求解仿真模型，得到了多目标问题的帕累托最优解集，并通过 度优化，验证了该系统框架和优化调度模型的有效性和正确性。研究结果表明，本文所提出的风光储多能互补 能源系统容量配置优化方法有效提高了可再生能源利用率，实现了经济成本和碳排放量最低，提高了系统的经 济性和环保性。本文为可再生能源系统实现持续稳定可靠的供能和园区的低碳化转型提供了参考。 关键词：多能互补；风光储；容量配置；调度策略；多目标优化 doi： 10.19799/j.cnki.2095-4239

........................................................................................ 7 5.2 发电及互补特性................................................................................................. 为规范水风光储可再生能源综合开发项目规划设计运行管理的原则、方法、内容 和技术要求，制定本规范。 1.0.2 本规范适用于水风光储可再生能源综合开发项目。 1.0.3 水风光储可再生能源综合开发项目规划，应进行资源评估，分析多能互补特性， 提出设计水平年和供电范围，分析电力市场空间，提出规划方案和布局。 1.0.4 水风光储可再生能源综合开发项目设计，应分析项目建设条件，明确电源组成、 规模和特性，进行工程设计，并分析项目开发经济性。 水力发电，风力发电，太阳能发电，抽水蓄能，以及电化学储能、压缩空气储能等 新型储能的组合。 2.0.2 综合开发项目 hybrid development project 利用水风光两种及以上电源进行互补开发的项目。 2.0.3 短时极端不利天气 short-term extreme adverse weather 导致电网内风电或光伏出力在短时内出现大幅度变化，并可能使电网电力调节不足 的天气。

青岛市微电网典型示范案例效益评估 .......................... 19 （一） 青岛东软载波信息产业园微电网 .................................19 （二） 中德生态园多能互补综合能源示范项目 ...................... 24 ◎ 第四章 青岛市微电网推广面临主要问题与对策建议 ...............26 （一） 制约青岛市工业微电网推广的主要障碍 年《关于进一步深化电力体制改革的若干意见文》( 中发〔 2015〕9 号 ) 正式掀开了新一轮电力体制改革大幕，为微电网发展提供了适合生存的土 壤。随后，《关于推进新能源微电网示范项目建设的指导意见》《关于推进多能互补集 成优化示范工程建设的实施意见》（发改能源 [2016]1430 号）、《推进并网型微电网 建设试行办法》（发改能源〔2017〕1339 号）等支持微电网发展的中央政策陆续出台， 国家试点示范逐步加大力度。此外，在《2030 年前碳达 峰行动方案》国 发〔2021〕23 号 积极发展“新能源 + 储能”、源网荷储一体化和多能互补， 支持分布式新能源合理配置储能系统。 2022 《“ 十 四 五” 现 代能源体系规划》 发改能源〔2022〕 210 号 积极发展以消纳新能源为主的智能微电网，实现与大电网 兼容互补。 2021 《“ 十 四 五” 工 业绿色发展规划》 工信部规〔2021〕 178 号 鼓励工

的统筹调度，利用大数据与智能技术，实现源荷双向预测、智能调控、能流-碳 流分析、智能诊断预警等功能，提升能源效率与管理精度，助力园区能源管理者实现经济效益与低碳目标。 关键词: 三级建设架构；B/S架构；源网荷储一体化；多能互补；智能诊断 中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044(2024)20-0116-03 开放科学（资源服务）标识码(OSID) ： 0 引言 随着物联网、大数据、人工智能等技术的应用，能 园区、区域、城市层级），满足不同层级的能源管理需 求。例如，建筑/园区层级注重能效细节优化，区域层 级强调资源的区域化协同与互补，城市层级则着眼于 整体规划与能源互联网的构建。 2) 多能互补与就近平衡。在设计中融入多能互 补理念，通过融合光伏、储能、冷热源等多元能源系 统，实现能源供应的多样化和互补性。通过就近平衡 原则，减少能源传输损耗的同时，快速响应并应对突 发情况[1]。 3) 源网荷储一体化。由于能源供应的不确定性 的动态变化，同时细化到各区域、各时段的能耗数据， 精准管理园区能源流动脉络。 2) 能源分析。分别进行售电、售汽、新能源发电、 储能业务等分析，如尖峰负荷分析、峰谷差分析、平电 量分析、新能源发电与售电互补性分析等，评估电力 117 交叉与综合 Computer Knowledge and Technology电脑知识与技术 本栏目责任编辑：李雅琪 第20卷第20期 (2024年7月） 系

起东部发展的脉搏，更在荒漠治理、生态修复和促进当 地经济发展方面展现潜力。 从全球来看，集中式光伏电站的规模化建设，也可 能引发土地利用、生态扰动及社区问题。应对这些挑战， 多地在近年来的光伏建设中，探索农光互补、渔光互补、 牧光互补，建设光伏扶贫项目，以及将光伏发电和采煤 / 采矿沉陷区和石漠化山区修复相结合，实现能源转型 与土地可持续利用的共赢。 在部分偏远地区，一批分布式光伏成了阳光银行， 为村民带来收益；在西北干旱地区，部分光伏电站在转 在广袤的西部地区，一批国家级清洁能源基地正在崛起。内 蒙古、青海、新疆、甘肃、宁夏等西北省区，凭借沙漠、戈壁、 荒漠带来的土地资源和优越的光照条件，大力发展集中式光伏发 电。 以青海省为例，通过建设大规模光储项目和多能互补系统， 青海新能源装机占比全国第一，人均光伏装机量高达 6.2 千瓦。 为促进“绿电”外送，青海电网近年来发展全面提速。2020 年， 世界首条以输送新能源为主的输电大通道——青豫特高压直流工 。在西南 石漠化地区，光伏建设不仅提供清洁电力，还通过替代薪柴消费 巩固石漠化防治成效。 此外，各地还通过农光互补、渔光互补、牧光互补、林光互 补等模式，探索提升土地利用效率，避免侵占优质耕地，并创造 就业机会，促进乡村经济增长。例如，江苏盐城阜宁县的协鑫新 能源农光互补项目，通过高支架、宽行距保障农作物日照，实现“板 上发电、板下种植”，带动农民增收。 光伏结合公共建筑和基础设施也成为重要方向，如中国船舶

能源产业链现代化水平的重要手段[6-7]。近年来， 综合能源服务业务呈现横向−纵向−垂向三维立体 新内涵，其改变了以往电、热、冷、气、水等各 种供应系统多以条块、孤立的管理模式[1]，将横 向“电热冷气水”多能互补[8]、纵向“源网荷储 用”集成优化[9]、垂向“设备制造、咨询、规划、 设计、建设、运营、投融资”等环节有机协调[5]， 实现多能协同供应、综合智慧服务和供需友好 互动[10-11]。 本文将从国内外层面梳理综合能源服务发 年，国家政策层面首次提出综合能源服 务概念；电改 9 号文配套文件《关于推进售电侧 改革的实施意见》指出“促进电力生产者和消费 者互动，向用户提供智能综合能源服务，提高服 务质量和水平”[20]。2016 年《关于推进多能互补 集成优化示范工程建设的实施意见》首次提出了 组建综合能源服务公司[21]，标志着综合能源服务 新业态正式兴起。 2）市场培育阶段(2017—2021年) 2017 年，国家电网率先发布在各省公司开展 国家发展改革委、国家能源局 国家发展改革委、国家能源局 国家发展改革委、国家能源局 国家发展改革委、国家能源局 国家能源局 国家发展改革委、国家能源 局、农业农村部 名称 《关于推进电力源网荷储一体化和多能互补 发展的指导意见》(发改能源规〔2021〕280号) 《关于完善能源绿色低碳转型体制机制和政 策措施的意见》(发改能源〔2022〕206号) 《关于印发〈“十四五”现代能源体系规划〉的 通知》(发改能源〔2022〕210号)

......1 ◎ 第二章 陕西省微电网典型示范项目 ....................................................4 （一） 西电宝鸡电气园区多能互补示范项目 ......................................4 （二） 能源互联岛项目 ......................................... 势向经济优势转化发挥重要作用。陕西省、市开展了一系列微电网试点示范项目，建立 了政府规划推动、试点示范项目覆盖面广、产业配套初步形成的发展基础。 本课题总结了陕西省微电网发展背景及意义，通过调研西电宝鸡电气园区多能互补 示范项目、XD 宝光工业园区项目以及能源互联岛等典型示范项目，对其项目建设内容、 经济效益及环境效益进行分析。识别微电网项目在实际推广中面临电价机制、储能激励 机制、以及微电网与大电网互动等 主要包括鼓励分布式能源接入电网、优惠政策和补贴等，以推动分布式能源的发展和 应用。 自 2011 年开始，陕西就有微电网项目被列入国家发改委、工信部等国家部门示范项 目中，其中陕西宝光集团老厂区启动风光氢储互补型智能微电网项目入选国家发改委、 国家能源局的第一批新能源微电网示范项目，特变电工西安产业园源网荷储协调型微电 网示范项工程目入选工信部公布第一批智能光伏示范企业及示范项目。2023 年，陕西省

目 录 = 2 01 综合能源的内涵和特征 3 开展综合能源的时代使命 • 能源技术 与互联网 技术集成 • 还原商品 属性，促 进体制机 制创新 • 多能互补， 多元供应 • 结构调整， 梯级利用 能源消 费革命 能源供 给革命 能源技 术革命 能源体 制革命 当今世界，全球能源系统正朝 着更低碳、更清洁、更高效的目标 综合能源，是利用先进技术和管理模式，因地制宜构建多能互补、梯 级利用、“源-网-荷-储-调”一体化、智能化的能源供应及管理系统，打 造智慧能源管理平台，提供能源监测、需求管理、调度优化、能源交易等 服务，满足用户多元化用能需求，提升整体能源利用效率，促进能源可持 续发展。 6 综合能源特征 多赢 思维 多样 服务 多方 互动 多级 利用 多能 互补 多网 融合 多重 循环 坚持开放共享原则 2 • 加大开放共享的合作力度，鼓励园区管委会下属企业以及 园区主要能源相关企业参与投资运营，构建多方参与、协 同发展的合作模式。 坚持互惠互利原则 3 • 坚持资源共享、优势互补，促进政府、投资方、用户之间 多方互惠互利、合作共赢。 21 坚持统筹开发 4 • 采取“整体设计，分步实施”的原则，统筹项目开发时序， 制定分步实施计划，以提高项目可操作性。

零碳园区建设路径规划 零碳园区建设方案 目录 零碳园区的需求 零碳智慧园区规划阶段： 零碳园区模型： 零碳智慧园区建设路径： 近零碳园区 低碳园区 净零碳：零碳智慧园区 • 降低碳排放强度 • 多能互补能源体系 • 低碳技术 • 数字技术赋能碳管理 • 碳排放总量接近零 • 分布式能源 • 节能技术 + 减碳技术 • 物联网 + 园区 • 从源头实现零碳排放 • 综合协同能源网络 • 零碳技术 提升用能体验 + 优化用能结构 生态资源 用户需求 零距离 共创共赢 用户需求 解决方案 实施方案 服务跟踪 数据挖掘 单一数据→数据互联，采集、检测、汇总、分析，各种能源介质互联，各方案互补，安全、高效、绿色 • 覆盖区域： 15 个省区 • 内部接入： 336 个线体， 60000+ 设备 • 外部企业： 550 个 • 应用主模块： 12 个 • 子模块： 61 个 • 固废、污水资源系统、智能环境监测系统、 智能消防系统 环境监测管理系统 多能互补系统 新能源系统 零碳园区服务平台 能效及设备管理系统 能源交易系统 统一规划包括电力、天然气、太阳能、地热 能、城市热网、水务一体化系统等多种能源 协同供应、多能互补的园区综合能源方案， 从园区全流程能源供应、能源消耗、能量转 换出发，集成先进的能量转换设备和方案、