近日，河海大學(xué)能源與電氣學(xué)院、新能源學(xué)院郭蘇教授團(tuán)隊在可再生能源多能互補(bǔ)利用研究方面取得新進(jìn)展，該團(tuán)隊系統(tǒng)性總結(jié)了離網(wǎng)型可再生能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)優(yōu)化規(guī)劃方面的最新學(xué)術(shù)研究進(jìn)展，并基于文獻(xiàn)計量學(xué)方法揭示了該領(lǐng)域全方位的技術(shù)路線及主流研究趨勢，有利于推動該領(lǐng)域的科研進(jìn)展及工程實踐。

以風(fēng)電、光伏發(fā)電為代表的可再生能源發(fā)電系統(tǒng)受氣候條件的影響，風(fēng)電、光伏出力的間歇性導(dǎo)致了供需側(cè)不平衡，因此具備削峰填谷功能的儲能技術(shù)成為了高比例可再生能源發(fā)展的關(guān)鍵所在。郭蘇教授團(tuán)隊針對主流蓄電池儲能價格昂貴且運行壽命短的缺點，提出了基于電加熱器-熔鹽儲熱-汽輪機(jī)組的新型儲能系統(tǒng)，并開展了基于熔鹽熱儲能、抽水蓄能、蓄電池、氫儲能等主流儲能技術(shù)的可再生能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)的容量配置優(yōu)化及技術(shù)經(jīng)濟(jì)性評價研究，通過不同資源/負(fù)荷條件下的案例分析驗證了熔鹽熱儲能的技術(shù)可行性及經(jīng)濟(jì)成本優(yōu)越性（該成果已發(fā)表于Energy Conversion and Management，2021，229：113779）。

圖：含不同儲能技術(shù)的可再生能源多能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)仿真運行

針對單一儲能無法滿足可再生能源發(fā)電系統(tǒng)不同凈負(fù)荷工況下調(diào)節(jié)需求的技術(shù)難題，提出了考慮多種儲能形式優(yōu)勢互補(bǔ)的聯(lián)合儲能系統(tǒng)，并基于概率性評價指標(biāo)對比分析了不同聯(lián)合儲能系統(tǒng)在多能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)中的經(jīng)濟(jì)效益，驗證了聯(lián)合儲能系統(tǒng)的必要性及性能優(yōu)越性（該成果已發(fā)表于Applied Energy，2022，328：120225）。

圖：含不同聯(lián)合儲能的可再生能源多能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)性比較

針對未來100%可再生能源電力系統(tǒng)的可行性設(shè)想以及國家層面的整體能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型企劃，由點到面地進(jìn)一步研究了中國省級多區(qū)域風(fēng)電、光伏平價上網(wǎng)的潛力評估，以及可再生能源多能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)承擔(dān)基荷的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性，研究發(fā)現(xiàn)100%可再生能源系統(tǒng)是技術(shù)可行的，但儲能技術(shù)的高投資成本以及大量棄電損失是實現(xiàn)100%可再生能源供電系統(tǒng)的主要障礙（該成果已發(fā)表于Energy Conversion and Management，2022，268：116037）。

圖：中國省級可再生能源多能互補(bǔ)系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)可行性分析

可再生能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計通常從項目投資者角度考慮建成后的系統(tǒng)運行調(diào)度對規(guī)劃設(shè)計的反饋，但少有研究從政府決策者角度考慮能源政策層面與規(guī)劃設(shè)計的影響機(jī)理。為促進(jìn)離網(wǎng)地區(qū)的可再生能源低碳化供電，從政府角度提出了一種碳減排補(bǔ)貼政策促進(jìn)可再生能源發(fā)電技術(shù)部署，并研究了能源政策與電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的相互影響機(jī)理與協(xié)同優(yōu)化問題，結(jié)果表明所提出碳減排補(bǔ)貼政策可提高可再生能源供電比例至99.23%，并有效減少80.7%的碳排放（該成果已發(fā)表于Energy，2023，262：125454）。

圖：低碳能源政策與可再生能源系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的影響機(jī)理

為促進(jìn)火電清潔生產(chǎn)，我國各部門紛紛出臺了一系列政策推動火電機(jī)組改造，如2022年國家發(fā)展改革委員會發(fā)布的《關(guān)于進(jìn)一步提升煤電能效和靈活性標(biāo)準(zhǔn)的通知》。為響應(yīng)國家政策導(dǎo)向，針對現(xiàn)有大容量火電機(jī)組的可持續(xù)型脫碳轉(zhuǎn)型問題，提出了基于多能互補(bǔ)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及靈活性棄電制氫思路的火電機(jī)組改造方案，并比較分析全國省級不同邊界條件下的可再生能源改造方案與常規(guī)碳捕集與封存改造方案的經(jīng)濟(jì)效益，結(jié)果驗證了所提出方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性。該成果已發(fā)表于權(quán)威期刊Energy Conversion and Management（2023，290：117232）。

圖：不同燃煤火電機(jī)組脫碳方案的經(jīng)濟(jì)可行性對比分析

以上研究成果從能源政策、規(guī)劃設(shè)計、運行調(diào)度等方面為可再生能源多能互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)在不同場景下的實際應(yīng)用奠定了理論基礎(chǔ)，闡明了可再生能源技術(shù)的未來發(fā)展方向、從點到面地探索了可再生能源逐步有序替代化石能源的能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型路徑，從而助力實現(xiàn)碳達(dá)峰碳中和。以上研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃課題、國家自然科學(xué)基金、江蘇省自然科學(xué)基金、江蘇省科技計劃“港澳臺科技合作”專項等項目支持，并成功應(yīng)用于海西州多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程等。

此次研究成果以“A state-of-the-art review and bibliometric analysis on the sizing optimization of off-grid hybrid renewable energy systems”為題發(fā)表于能源領(lǐng)域權(quán)威期刊《Renewable and Sustainable Energy Reviews》（IF：15.9，中科院一區(qū)TOP期刊），論文第一作者為博士研究生何意，通訊作者為郭蘇教授。