解决方案 | 中能拾贝多能互补解决方案，破解水火风光储协同难题，加速新型电力系统建设
2025-10-29
一、水火风光储多能互补：既是国家“双碳”战略必然要求，更是电网“稳压器”
在“双碳”目标引领下，新能源成了新型电力系统的“主力军”。但，风电、光伏固有的“间歇性”“波动性”特性，使其难以单独保障电力安全稳定运行，大规模并网后甚至可能引发功率波动、消纳困难等问题。通过水电的快速响应、火电的稳定支撑、储能的灵活调节与风光形成互补，成为破题关键。
然而，水火风光储各类能源的固有特性差异显著，天然存在“协同适配壁垒”：水电受水文条件制约存在响应边界；火电机组需灵活调整出力，这对其自动化程度及频繁变工况稳定运行能力提出极高要求；风光功率预测偏差更是加剧了调度难度；储能电池则受功率影响，调节精度有限。此外，不同类型发电单元间功率的补偿存在调节速率匹配问题，匹配不当可能发生功率震荡或失稳。这些特性差异若无法有效调和，即便简单组合各类能源，也难以发挥“1+1>2”的互补效能。
二、多能互补系统（水火风光储）：为新型电力系统筑牢“能源压舱石”
依托 20 年深耕能源电力领域的技术积淀与项目经验，中能拾贝自主研发多能互补系统（水火风光储），打破能源“各自为战”的困境，实现“多能源特性适配 + 智能协同调度”。通过水火风光储电源互济互补，提升可再生能源消纳率，为电力系统稳定运行 “保驾护航”。
这套系统并非各类能源的简单叠加，而是通过三大核心逻辑实现效能跃升：
l 构建“特性互补矩阵”
利用水电、火电的灵活、稳定调节能力，消除风电、光伏因天气产生的随机性、波动性给电能消纳与电网稳定运行带来的影响。同时，充分发挥风光储的快速响应优势（储能可解决部分弃风、弃光问题），提高能源利用效率。
l 植入“智能调度大脑”
基于数字模型和算法，构建水情预报、风电功率预测系统、光伏功率预测系统，结合实时水文数据等，优化水火风光储多能调度策略，将传统“被动适应”的调度模式升级为“主动预判 + 精准调控”模式，大幅缩小预测与控制的 “时间差”。
l 打造“全域管控闭环”
通过数据集成、统一管控平台、风光功率预测、水文预报、水火风光储多能互补调度与联合运行控制等手段，实现水火风光储电源的 “集中监视、调度决策、实时控制、运行管理”，最终让多能源运行更 “可观、可测、可控”。
（一）系统架构
为实现多能源高效协同互补，此系统采用分层分布式一体化架构，自下而上构建 “数据接入 - 数据管理 - 应用支撑 - 业务应用” 四层体系，通过通信系统提供的网络通道与水电监控系统、光伏发电监控系统、风力发电监控系统、储能电站监控系统、火力发电监控系统连接，统一接入与管理数据，实现电站出力预测、AGC、AVC等应用功能。
在硬件配置方面，由网关通信工作站接入水火风光储各场站侧的数据，通过交换机与数据服务器、应用服务器通信，同时配置远动通信工作站实现与电网调度的通信。
（二）控制策略
系统的核心竞争力在于灵活的控制策略。可根据电网需求、能源特性动态调整，实现“按需调度”：
1） AGC（自动发电控制）：6 大模式优化有功分配
基于水风光电源的特点，按照一定的控制策略实现水火风光储之间负荷分配的协调控制，支持6种控制方式：
l 水电&火电优先模式：对应能源主导调峰调频，富余的发电量供储能，不足时联动其他能源补位；
l 新能源优先模式：优先消纳风光机组发电，水电火电平抑波动或承担缺额负荷调整，最大化利用清洁电力；
l 最大发电量模式：水、火、风光均以最大发电模式运行，实现清洁能源全额消纳；
l 负荷波动最小模式：将新能源视为“不可调节机组”，由水电、火电快速调节平抑其波动，保证总出力满足调度要求；
l 超前控制模式：结合风光短期 / 超短期功率预测与发电计划，通过灵活调整水电、火电出力，精准跟踪发电计划，满足调度精度与速率要求。
2）AVC（自动电压控制）：4 大原则平衡无功出力
为保障电网电压稳定，系统根据水火风光储电源的特点，通过四大原则分配各机组无功出力，同时兼顾火电励磁、水电励磁、风机逆变器等设备的时序配合：
l 无功容量成比例原则：按各机组最大无功容量比例分配任务，避免单台机组过载。
l 等功率因数原则：以机组当前有功功率为基准分配无功，维持功率因数稳定
l 相似调整裕度原则：根据机组当前无功调整空间（最大无功容量-实际无功出力）分配任务，均衡各设备调节压力。
l 动态优化原则：结合实时工况，通过智能算法调整优化系数，灵活分配无功，兼顾电压稳定与运行经济性。
三、多能互补：水火风光储协同作战，点亮绿色能源未来
从“各自为战”到“协同共赢”，中能拾贝水火风光储多能互补解决方案，通过构建多类型分布式能源综合建模方式、基于预测信息的多类型能源出力不确定性建模、多类型能源不确定性的多能互补优化模型，以及多能互补优化求解策略，已经形成了一套全链条技术支撑体系并在多家标杆客户中得到实践。不仅打通了不同能源类型的协同壁垒，更让风电、光伏等清洁能源的消纳能力实现大幅跃升 —— 原本受限于“间歇性”“波动性”的清洁电力，如今能以更稳定的输出、更高效的转化接入电网，为新型电力系统建设筑牢了技术基石。
在“双碳”战略向纵深推进的关键阶段，中能拾贝将持续以技术创新为核心驱动力，推动多能互补模式在不同场景的落地应用，用更成熟的解决方案、更完善的服务体系，为新型电力系统建设注入源源不断的强劲动能，助力能源行业向清洁低碳、安全高效的目标稳步迈进。
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