青海地廣、水豐、光富、風好，具有得天獨厚的清潔能源資源稟賦。近年來，青海清潔能源發(fā)展迅猛，風電、光伏發(fā)電大規(guī)模集中并網(wǎng)，其波動性給電網(wǎng)調(diào)度和電力電量平衡帶來挑戰(zhàn)。國網(wǎng)青海省電力公司開展清潔能源多能互補探索與實踐，不斷增強電力系統(tǒng)運行靈活性，增強電力保供能力，提升新能源電量消納水平，打造新型電力系統(tǒng)省級示范區(qū)。

同一類型清潔能源、不同類型清潔能源之間都可互補

光伏發(fā)電方面，青海年利用小時數(shù)約1600小時，3月至9月出力較大，11月至次年2月出力較小，逐小時出力變率較大。海西州、海南州兩大光伏發(fā)電基地出現(xiàn)光伏小發(fā)的天數(shù)分別是22天、44天。由于地理位置不同，兩個基地的太陽能資源存在互補性，全省出現(xiàn)光伏小發(fā)的天數(shù)降至7天。光熱發(fā)電方面，青海年利用小時數(shù)約3600小時，1月、3月至5月、9月至10月發(fā)電量較多，6月和8月發(fā)電量較少。海西德令哈、格爾木和海南共和光熱電站互補運行后，全年日等效利用小時數(shù)小于2小時的天數(shù)共57天，主要集中在5月至7月。

青海風力發(fā)電年利用小時數(shù)約2100小時，2月至6月、12月出力較大，1月、8月至9月、11月出力較小。存在相鄰兩日的日發(fā)電量差異巨大、相鄰兩日的日發(fā)電量近似相等而出力曲線差異巨大等情況，逐小時出力變率較大。海西州、海南州出現(xiàn)風電小發(fā)的天數(shù)分別是1天、103天，通過資源互補，全省出現(xiàn)風電小發(fā)的天數(shù)為10天。

青海大型水電主要集中在黃河上游，瑪爾擋、龍羊峽、拉西瓦、李家峽、公伯峽、積石峽等水電站呈梯級分布。豐水年，青海水電月最大出力在9月，最小出力在1月，出力年內(nèi)不均衡系數(shù)為0.4；平水年，月最大出力在8月，最小出力在11月，出力年內(nèi)不均衡系數(shù)為0.3；枯水年，月最大出力在9月，最小出力在11月，出力年內(nèi)不均衡系數(shù)為0.17。

在青海，不僅同一類型清潔能源可以實現(xiàn)資源互補，不同清潔能源之間也具有自然互補特性。

光伏發(fā)電與風電互補。根據(jù)青海氣象及清潔能源發(fā)電歷史數(shù)據(jù)，出現(xiàn)光伏小發(fā)時，風電基本為大發(fā)或中發(fā)；出現(xiàn)風電小發(fā)時，光伏基本為大發(fā)或中發(fā)。這表明青海的風能和太陽能資源在氣象上具有互補特性，風光互補能夠減小新能源波動性，提升日內(nèi)保證出力，同時降低日調(diào)峰需求，季節(jié)性出力也變得更加平滑。

水電與光伏發(fā)電、光熱發(fā)電、風電互補。平水年，青海境內(nèi)黃河上游梯級水電年不均衡系數(shù)為0.34，年內(nèi)月電量波動較大；風電、光伏發(fā)電、光熱發(fā)電年不均衡系數(shù)分別為0.15、0.12、0.1，年內(nèi)月電量波動相對較小。四種電源綜合后年不均衡系數(shù)下降至0.14，可有效緩解青海水電季節(jié)性電量不均衡引起的月電量不均衡問題。

風光水互補運行可平抑不同時間尺度上的電量不均衡性

青海基于太陽能、風能的天然互補性和地域廣袤帶來的發(fā)電出力平滑效應，優(yōu)化集中開發(fā)布局、規(guī)模和配比，可使清潔能源本身的自然互補效益最大化，降低出力在各時間尺度上的不確定性。進一步利用黃河上游梯級水電站、光熱電站、儲能電站等可調(diào)節(jié)電源，在滿足合理的發(fā)電經(jīng)濟性前提下，通過優(yōu)化調(diào)度、互補運行，可平抑光伏發(fā)電、風電在年、月、日中長時間尺度上的電量不均衡性，以及小時級以內(nèi)短時間尺度上的出力波動性，提高多能互補大型清潔能源系統(tǒng)輸出功率穩(wěn)定性和輸電效率，滿足省內(nèi)安全可靠供電和平穩(wěn)外送需求。

年度優(yōu)化調(diào)度方面，龍羊峽水庫具有多年調(diào)節(jié)能力，瑪爾擋水庫具有季調(diào)節(jié)能力。在全年總水量不變的情況下，有調(diào)節(jié)能力的水庫可發(fā)揮“蓄豐補枯”作用，將豐水期水量蓄在水庫，在平、枯水期加大出庫流量，緩解青海電網(wǎng)電量不平衡壓力。

日間優(yōu)化調(diào)度方面，日間電量不均衡問題主要通過調(diào)節(jié)黃河上游梯級水電站、光熱電站出力來解決。在新能源電源大發(fā)時，具有跨日調(diào)節(jié)能力的梯級水電站蓄水，光熱電站通過儲熱系統(tǒng)蓄熱，以應對未來可能出現(xiàn)的不利天氣影響。在連續(xù)多天新能源發(fā)電不足時，具有跨日調(diào)節(jié)能力的梯級水電站放水，光熱電站發(fā)電，以滿足系統(tǒng)電力電量需求。

日內(nèi)優(yōu)化調(diào)度方面，日內(nèi)多能互補主要通過把光伏發(fā)電量以水庫蓄水、光熱電站儲熱等形式進行轉(zhuǎn)化和時間上的重新分配來實現(xiàn)，使電源出力更好匹配省內(nèi)負荷和外送需求。光伏大發(fā)時，通過水電站蓄水、光熱電站儲熱、儲能電站充電等方式促進光伏發(fā)電量最大化消納。光伏不出力時，水電站、光熱電站加大出力，與風電隨機出力共同滿足負荷需求，剩余不足電力通過調(diào)用儲能解決。

青海連續(xù)多年開展全清潔能源多能互補供電實踐

青海連續(xù)6年開展了全清潔能源供電實踐。每年的活動時間不斷延長，范圍持續(xù)擴大，形式更加多元，既有同一類型清潔能源的互補，也有不同清潔能源之間的互補。活動期間的清潔能源發(fā)電量累計達351億千瓦時，相當于減少燃煤消耗1596萬噸，減排二氧化碳2874萬噸。多能互補不僅在全清潔能源供電實踐中應用，還融入了國網(wǎng)青海電力日常保供電工作。相關(guān)經(jīng)驗可概括為以下三點：

廣泛互聯(lián)的大電網(wǎng)是基礎(chǔ)。青海全清潔能源供電期間，通過實施大電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)度，實現(xiàn)跨省跨區(qū)電力供需平衡和備用容量安排，保障了電網(wǎng)安全運行，促進了清潔電量消納。

充足的調(diào)峰能力是前提。政府、企業(yè)、用戶等各方廣泛參與，最大限度發(fā)揮省間互濟能力、常規(guī)電源支撐能力、用戶側(cè)主動調(diào)節(jié)潛力，確保全清潔能源供電期間電力系統(tǒng)平穩(wěn)運行。

先進的技術(shù)手段是關(guān)鍵。青海全清潔能源供電實踐驗證了智能電網(wǎng)、網(wǎng)源協(xié)調(diào)運行、多能互補優(yōu)化等相關(guān)技術(shù)的有效性，緩解了新能源發(fā)電間歇性、波動性強等問題。

隨著新能源、虛擬電廠、新能源汽車等新型主體的加入，電力系統(tǒng)的物理特性與運行方式發(fā)生重大變化。目前，國網(wǎng)青海電力正在開展兼顧多場景調(diào)節(jié)與支撐能力的多元儲能分層分區(qū)規(guī)劃研究，積極探索支撐新能源高效利用與電力保供的構(gòu)網(wǎng)型儲能關(guān)鍵技術(shù)研究與示范，以及多元儲能市場價格與運營機制，支撐政府完善靈活性資源價格政策，全力推進新型電力系統(tǒng)省級示范區(qū)建設(shè)。

（作者：向良浩 胡文保 馬雪，單位：國網(wǎng)青海省電力公司經(jīng)濟技術(shù)研究院）