风光储新能源发电技术大规模应用分析

阐述了风光储联合发电的发展背景和基本特点，分析了风光储联合发电技术和设备发展现状，对其未来的大规模应用前景进行了展望。

由于风能和光能的间歇性和随机性，风、光独立运行系统很难提供连续稳定的能量输出，如果在风、光互补的基础上加入储能装置组成风光储联合发电系统，就可以充分利用风能和光能在时间及地域上的天然互补性，同时配合储能系统对电能的存储和释放，改善整个风光发电系统的功率输出特性，缓解风电、光电等可再生能源的间歇性和波动性与电力系统需要实时平衡之间的矛盾，降低其对电网的不利影响。

我国已有相关研究机构立项开展风光储联合发电技术研究和工程试点，旨在采用新的技术手段实现风力、光伏、储能系统与电网的友好互动和智能调度，提高电网对大规模可再生能源的接纳能力。同时，我国的风光储新能源设备厂家技术发展日趋成熟，生产规模逐年递增，为实现风光储新能源发电技术全面应用，并替代传统发电技术打下了坚实的基础。

一、风光储联合发电特点

风光储联合发电系统主要由风力发电单元、光伏发电单元、储能系统和智能控制调度系统等构成。风电和光伏两种发电方式在能源的采集上互相补充同时又各具特色：光伏发电供电可靠、运行维护成本低、但造价高；风力发电发电量高、造价和运行维护成本低、但可靠性低。风光储联合发电系统有效改善了风电和光伏发电单独输出电力时对系统稳定性和可靠性的影响。

二、风光储联合发电应用现状分析

风光储联合发电在国内已经有了工程应用实践，其中最为引人注目的就是国家风光储输示范工程。该工程位于国家千万千瓦级风电基地之一的河北省张家口市张北县境内，工程总体建设规模为风电500兆瓦、光伏100兆瓦、储能70兆瓦，概算总投资近100亿元人民币。

一期建设规划为风电98.5兆瓦、光伏发电40兆瓦和储能20兆瓦，并配套建设一座220千伏智能变电站，总投资33亿元，于2011年12月25日建成投运。

其中，一期风电场由小东梁示范区及孟家梁试验区组成，投运96.5MW，采用1台湘电5兆瓦大容量直驱风机、24台许继2兆瓦双馈风机、2台金风3兆瓦和15台金风2.5兆瓦直驱风机，涵盖了国内不同容量不同种类的风电机组，引领陆上风机容量大型化、运行高效率的发展趋势，建设了国内首个多机型的并网友好型风电场。

光伏电站分为28兆瓦示范区及12兆瓦试验区，采用多晶硅光伏组件37.45兆瓦、单晶硅光伏组件1兆瓦、非晶薄膜光伏组件1兆瓦、高倍聚光电池组件0.05兆瓦及0.5兆瓦背接触式光伏组件，实现了不同组件和跟踪系统的多种组合和分析比较，具备多种展示应用功能。

化学储能电站应用了14兆瓦磷酸铁锂电池、2兆瓦液流电池、1兆瓦钛酸锂电池、2兆瓦胶体铅酸电池及1MW超级电容，磷酸铁锂电池共计27.5万节，分别采用了比亚迪、东莞新能源、中航锂电以及万向等厂家的设备。

二期建设规模为风电400兆瓦（预留50兆瓦，配置大容量及试验性风机）、光伏60兆瓦、储能50兆瓦，项目估算总投资63亿元。

由国家电网公司研发的联合发电智能控制系统作为整个示范工程的控制中枢，对风电场、光伏电站、储能装置和智能变电站进行联合控制。

三、风光储联合发电大规模应用可行性

1.风力发电技术现状分析：2019年，我国风电装机2.1亿千瓦，十四五规划投产2.9亿千瓦，2025年规划风电装机容量达到5.4亿千瓦，年均增加超过5000万千瓦。目前上市的风机制造商有：金风科技、明阳智能、华锐风电、上海电气等，国外知名品牌有西门子歌美飒，GE等。

现在主流的风机形式主要分双馈式、直驱式和半直驱式，陆上单机容量已经超过了5MW。国内主流风机制造厂家的机组类型、技术水平、生产规模和技术服务能力已经趋于成熟。

2.光伏发电技术行业现状分析。2019年，我国太阳能发电装机2.04亿千瓦，十四五规划投产3.2亿千瓦，2025年规划太阳能装机达到5.6亿千瓦，年均增加超过6000万千瓦。

目前光伏组件的种类有单晶、多晶、全片、半片、双面组件等型式，单个组件的功率已经达到了500W以上。光伏组件主流供货商有晶科、天合能源、晶澳、隆基等，每年的出货量都在10GW以上。

3.储能电池技术行业现状分析。截至2019年底，电化学储能的累计装机规模为1709.6MW，同比增长59.4%；在各类电化学储能技术中，锂离子电池的累计装机规模最大，为1378.3MW。

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