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 南京 210023； 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 逼近理想解排序法获得了系统的最优容量配置运行方案；利用线性规划软件CPLEX求解器开展了系统的运行调 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 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.2095-4239.2024.0377 中图分类号：TM 91 文献标志码：A 文章编号：2095-4239（2024）11-3874-15 Optimization of capacity

⚫高耗能负荷发挥与储能类似的调节作用 ⚫很多负荷通过改造可以具备负荷侧响应能力 可再生能源 常规机组出力 网负荷 电 功功率 有 时间t 高耗能负荷 负荷降 出力 可再生能源波动控制——工业高耗能负荷 大容量工业负荷参与电网互动调节，是国家重大战略需求 2017年 六部委 《电力需求侧管理办法》（2017年） 原基础上扩展范围，明确鼓励推进工业、建筑等领域电力需求侧管理。 2019年 工信部《工业领域电力需求侧管理工作指南》 2022年典型工业高耗能负荷产量及用电数据 工业负荷调控可行性——可调容量 采用直接控制方式，调节范围内可实现工业负荷的秒级连续控制 优势二：调节速度快 电解类、电弧炉两类典型可控工业负荷占全社会用电量比例达18% 优势一：容量占比大 结论 利用工业负荷控制参与电网调频及新能源波动平抑，在未来具有不可替代性 因为单体容量大，通过集中控制器的改造可有效响应电网控制指令 优势三：改造成本低 优势三：改造成本低 1个铝负荷控制器≈20万台空调 工业负荷参与控制的优势与特点 一、大容量工业负荷参与电网互动调节需求 二、大容量工业负荷控制技术与示范工程 三、大容量工业负荷虚拟电厂模拟仿真系统 报告提纲 核心技术 工业负荷的有功快速控制技术 ⚫ 为什么可调？ ⚫ 怎么调？ ⚫ 能调多少？ ⚫ 调节速度？ ⚫ 和其他手段怎么配合？ ⚫ 调节代价？ ◆热蓄能负荷，短时间调整对生产影响小

� � � � � � � � � � � � 23 04 输配电价回归电网业务成本，线损费用和系统运行费用在电费中单列 � � � � � 26 05 煤电容量电价机制出台，重构发用电双方电费结构，支撑煤电角色转型 � � � � 31 06 辅助服务市场价格机制得到规范，新能源和储能主体或需调整市场策略� � � 35 07 新能源市 . . . . . . . . . . . . . . . . .25 图表17 第二、第三监管周期各省级电网需量电价比容量电价系数汇总 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27 图表18 部分省份容量电价电压等级价差汇总. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .28 图表19 抽水蓄能电站装机容量及容量电价汇总 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .29 图表20 第三监管周期内各省市抽蓄年度容量电费汇总（单位：亿元） . . . . . . . . . . . . . . . .

9 二、电气主接线设计的原则 在工程设计中，经上级主管部门批准的设计任务 书或委托书是必不可少的。 它将根据国家经济发展及电力负荷增长率的规划， 给出所设计电厂 ( 变电站 ) 的容量、机组台数、 电压等级、出线回路数、主要负荷要求、电力系 统参数和对电厂的具体要求，以及设计的内容和 范围。这些原始资料是设计的依据，必须进行详 细的分析和研究，从而可以初步拟定一些主接线 方案。 二、主接线方案的拟定与选择 三、主变压器容量的确定原则 四、主接线方案的经济比较 13 一、对原始资料分析 (1) 工程情况，包括发电厂类型 ( 凝汽式火电厂，热 电厂，或者堤坝式、引水式、混合式水电厂等 ) ， 设计规划容量 ( 近期、远景 ) ，单机容量及台数， 最大负荷利用小时数及可能的运行方式等。 发电厂容量的确定与国家经济发展规划、电力负 荷增长速度、系统规模和电网结构以及备用容量 等因素有关。发电厂装机容量标志着发电厂的规 等因素有关。发电厂装机容量标志着发电厂的规 模和在电力系统中的地位和作用。在设计时，对 发展中的电力系统，可优先选用较为大型的机组。 但是，最大单机容量不宜大于系统总容量的 10 ％，以保证在该机检修或事故情况下系统的供电 可靠性。 14 一、对原始资料分析 (1) 工程情况，包括发电厂类型 ( 凝汽式火电厂，热 电厂，或者堤坝式、引水式、混合式水电厂等 ) ， 设计规划容量 ( 近期、远景 ) ，单机容量及台数，

.................................. 36 第六章 容量市场与容量补偿机制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 17 容量机制从目前少数省份起步，将进一步优先覆盖新能源比例较高且现货市场连续试运 行的省份 .. .............................................................................. 37 18 短期内基于容量成本的行政定价仍会是容量机制的主流，且有望进一步分时段细化.. ... 38 第七章 输配电价格机制 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 机制优化调整 15 辅助服务供给主体扩维，服务成本开始向下游传导 16 辅助服务市场利好新型储能，但难以成为其主要收入来源 容量市场 17 容量机制从目前少数省份起步，将进一步优先覆盖新能源比例较高且现货市场连续试 运行的省份 18 短期内基于容量成本的行政定价仍会是容量机制的主流，且有望进一步分时段细化 输配电价格机制 19 多种储能资产或将重新纳入成本核算范围，输配电价继续下探空间有限

电力现货市场与一般现货市场的区别 现货市场 日前市场： 12:00 前交易第二天的电力 日内市场：交易当天的电力，实际交割前 1-2 小时关闸 辅助服务市场： 出现发用电量不平衡时，向市场主体购买调频和容量备用服务 实时市场：申报以 5 分钟为频率的负荷曲线和价格，交割前 1 小时关闸，中标结果为需要执行的发电计划 目前模式 电网企业 预测用 电 量 发电厂 发电厂 电力现货交易给调度模式带来的转变 母线 母线 母线 网络损耗 有功 LF; 母线 母线 参考 母线 母线 母线 母线 容量： 50 MW 报价： 500 元 /MWh 潮流： 100 MW 造成阻塞 ~ #2 机— 50 MW 1 线路容量： 100 MW 负荷 B:150 MW 报价： 600 元 /MWh ◆ 如何确定 #1 机组、 出清结算，对负荷 A 不公平 √ 节点 1 按 200 元 /MWh 出清结算，节点 2 按 500 元 /MWh 出清结算 —— 问 题 —— 方 法 节点电价形成原理 容量： 200 MW 报价： 200 元 / MWh 负荷 A:50 MW 报价： 600 元 / MWh #1 机组— 200 MW A 负 荷 B 购 电 费 = 5 0 0 × 1

3 5.2 上行大带宽方案 .......................................................................3 5.2.1 多用户大容量带宽要求 ............................................................ 3 5.2.2 网络上行大带宽方案 .............. .. 6 6.2.2 覆盖规划 ........................................................................ 6 6.2.3 容量规划 ........................................................................ 6 6.2.4 网络仿真 ......... 远程智能检疫设备、海关 单兵设备等业务接入 5G 网络的需求，应针对港口区域、海关查验区、外贸船舶停靠区域(不含船舱内部 和海域覆盖)提供 5G 信号覆盖。5G 专网基站站型以传统宏站为主，在覆盖或容量不足的情况下，可通 DB4403/T 442—2024 3 过微站进行局部扩容及补盲。 5.1.4 5G 承载网 用于 5G 基站数据回传，含接入及骨干传输网络。 5.1.5 5G 核心网

2019年，全球可再生能源累计装机容量占所有发电方式总装机容量的 35.0%。这一比例在2023年上升至43.8%，预计到2029年将达到63.6% 。此外，2019年，全球可再生能源发电量占全球总发电量的25.2%。这 一比例在2023年上升至29.1%，预计到2029年将达到45.0%。以上因素 均表明可再生能源在全球电力系统中的重要性日益提高。 可再生能源装机容量占比，全球，2019&2023&2029E 2019年至2023年,全球可再生能源累计装机容量从2,554GW增加至 3,930GW，复合年增长率为11.4%。  随着清洁能源转型的推进，全球可再生能源累计装机容量预计将从 2024年的4,552GW增至2029年的9,091GW，复合年增长率为14.8%。 此外，太阳能发电容量的增长速度快于其他主要可再生能源。从2019 年到2023年，太阳能发电装机容量从586GW增至1,467GW，复合年增 可再生能源累计装机容量（按能源划分）,全球，2019-2029E 2019 2020 2021 2022 2023 2024E 2025E 2026E 2027E 2028E 2029E 2,554 2,799 3,089 3,384 3,930 4,552 5,274 6,092 7,000 8,002 9,091 GW 太阳能光伏 水电 风电 其他 装机总容量年复合增 长率(19-23)：11

2024年，中国新增光伏装机容量277.57吉瓦，同比增长28% AC 较上年高点增长。大型地面光伏电站装机量为159.39吉瓦（同比增长33%），占总新增容量的57%。分 布式光伏达到118.18吉瓦（同比增长23%），占新增容量份额的43%。在分布式光伏中， AC 商业和工业设施总计88.63吉瓦（同比增长68%）， AC 占新增总装机容量的32%，而住宅安装容量达到29.55吉瓦 AC （同比下降32%），占11%。 118 180 159 390 - - 277 570 表1：2024年度光伏装机容量 总光伏装机功率 2 安装数据 光伏应用 任务1 战略光伏分析与推广——2024年中国光伏应用国家调查报告 2024年光伏装机容量[MW] 交流电或直流电 去中心化 AC 集中式 AC 离网 总数 AC 2024年，中国新增光伏装机277.57吉瓦 光伏电力系统市场被定义为所有国家安装（地面）的光伏应用市场，其光伏容量为40瓦或更高。光伏系 统由组件、逆变器、电池以及用于组件、逆变器和电池的所有安装和控制部件组成。本报告不考虑小型 移动设备等其他应用。 截至2024年底，中国累计光伏装机容量达到886吉瓦，相当于2023年底记录容量的1.45倍。其中，分布 式光伏累计装机容量为375吉瓦。 过去三年，新增光伏安装的构成发生了显著变化。受益