青海地广、水丰、光富、风好，具有得天独厚的清洁能源资源禀赋。近年来，青海清洁能源发展迅猛，风电、光伏发电大规模集中并网，其波动性给电网调度和电力电量平衡带来挑战。国网青海省电力公司开展清洁能源多能互补探索与实践，不断增强电力系统运行灵活性，增强电力保供能力，提升新能源电量消纳水平，打造新型电力系统省级示范区。
同一类型清洁能源、不同类型清洁能源之间都可互补
光伏发电方面，青海年利用小时数约1600小时，3月至9月出力较大，11月至次年2月出力较小，逐小时出力变率较大。海西州、海南州两大光伏发电基地出现光伏小发的天数分别是22天、44天。由于地理位置不同，两个基地的太阳能资源存在互补性，全省出现光伏小发的天数降至7天。光热发电方面，青海年利用小时数约3600小时，1月、3月至5月、9月至10月发电量较多，6月和8月发电量较少。海西德令哈、格尔木和海南共和光热电站互补运行后，全年日等效利用小时数小于2小时的天数共57天，主要集中在5月至7月。
青海风力发电年利用小时数约2100小时，2月至6月、12月出力较大，1月、8月至9月、11月出力较小。存在相邻两日的日发电量差异巨大、相邻两日的日发电量近似相等而出力曲线差异巨大等情况，逐小时出力变率较大。海西州、海南州出现风电小发的天数分别是1天、103天，通过资源互补，全省出现风电小发的天数为10天。
青海大型水电主要集中在黄河上游，玛尔挡、龙羊峡、拉西瓦、李家峡、公伯峡、积石峡等水电站呈梯级分布。丰水年，青海水电月最大出力在9月，最小出力在1月，出力年内不均衡系数为0.4；平水年，月最大出力在8月，最小出力在11月，出力年内不均衡系数为0.3；枯水年，月最大出力在9月，最小出力在11月，出力年内不均衡系数为0.17。
在青海，不仅同一类型清洁能源可以实现资源互补，不同清洁能源之间也具有自然互补特性。
光伏发电与风电互补。根据青海气象及清洁能源发电历史数据，出现光伏小发时，风电基本为大发或中发；出现风电小发时，光伏基本为大发或中发。这表明青海的风能和太阳能资源在气象上具有互补特性，风光互补能够减小新能源波动性，提升日内保证出力，同时降低日调峰需求，季节性出力也变得更加平滑。
水电与光伏发电、光热发电、风电互补。平水年，青海境内黄河上游梯级水电年不均衡系数为0.34，年内月电量波动较大；风电、光伏发电、光热发电年不均衡系数分别为0.15、0.12、0.1，年内月电量波动相对较小。四种电源综合后年不均衡系数下降至0.14，可有效缓解青海水电季节性电量不均衡引起的月电量不均衡问题。
风光水互补运行可平抑不同时间尺度上的电量不均衡性
青海基于太阳能、风能的天然互补性和地域广袤带来的发电出力平滑效应，优化集中开发布局、规模和配比，可使清洁能源本身的自然互补效益最大化，降低出力在各时间尺度上的不确定性。进一步利用黄河上游梯级水电站、光热电站、储能电站等可调节电源，在满足合理的发电经济性前提下，通过优化调度、互补运行，可平抑光伏发电、风电在年、月、日中长时间尺度上的电量不均衡性，以及小时级以内短时间尺度上的出力波动性，提高多能互补大型清洁能源系统输出功率稳定性和输电效率，满足省内安全可靠供电和平稳外送需求。
年度优化调度方面，龙羊峡水库具有多年调节能力，玛尔挡水库具有季调节能力。在全年总水量不变的情况下，有调节能力的水库可发挥“蓄丰补枯”作用，将丰水期水量蓄在水库，在平、枯水期加大出库流量，缓解青海电网电量不平衡压力。
日间优化调度方面，日间电量不均衡问题主要通过调节黄河上游梯级水电站、光热电站出力来解决。在新能源电源大发时，具有跨日调节能力的梯级水电站蓄水，光热电站通过储热系统蓄热，以应对未来可能出现的不利天气影响。在连续多天新能源发电不足时，具有跨日调节能力的梯级水电站放水，光热电站发电，以满足系统电力电量需求。
日内优化调度方面，日内多能互补主要通过把光伏发电量以水库蓄水、光热电站储热等形式进行转化和时间上的重新分配来实现，使电源出力更好匹配省内负荷和外送需求。光伏大发时，通过水电站蓄水、光热电站储热、储能电站充电等方式促进光伏发电量最大化消纳。光伏不出力时，水电站、光热电站加大出力，与风电随机出力共同满足负荷需求，剩余不足电力通过调用储能解决。
青海连续多年开展全清洁能源多能互补供电实践
青海连续6年开展了全清洁能源供电实践。每年的活动时间不断延长，范围持续扩大，形式更加多元，既有同一类型清洁能源的互补，也有不同清洁能源之间的互补。活动期间的清洁能源发电量累计达351亿千瓦时，相当于减少燃煤消耗1596万吨，减排二氧化碳2874万吨。多能互补不仅在全清洁能源供电实践中应用，还融入了国网青海电力日常保供电工作。相关经验可概括为以下三点：
广泛互联的大电网是基础。青海全清洁能源供电期间，通过实施大电网统一调度，实现跨省跨区电力供需平衡和备用容量安排，保障了电网安全运行，促进了清洁电量消纳。
充足的调峰能力是前提。政府、企业、用户等各方广泛参与，最大限度发挥省间互济能力、常规电源支撑能力、用户侧主动调节潜力，确保全清洁能源供电期间电力系统平稳运行。
先进的技术手段是关键。青海全清洁能源供电实践验证了智能电网、网源协调运行、多能互补优化等相关技术的有效性，缓解了新能源发电间歇性、波动性强等问题。
随着新能源、虚拟电厂、新能源汽车等新型主体的加入，电力系统的物理特性与运行方式发生重大变化。目前，国网青海电力正在开展兼顾多场景调节与支撑能力的多元储能分层分区规划研究，积极探索支撑新能源高效利用与电力保供的构网型储能关键技术研究与示范，以及多元储能市场价格与运营机制，支撑政府完善灵活性资源价格政策，全力推进新型电力系统省级示范区建设。
（作者：向良浩 胡文保 马雪，单位：国网青海省电力公司经济技术研究院）
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