2026沙戈荒新能源大基地多能互补协同运行解决方案

沙戈荒新能源大基地多能互补同运行解决方案目录

CONTENTS一

战略价值沙戈荒大基地挑战三

多能互补协同运行总结展望2021年，习近平主席在《生物多样性公约》第十五次缔约方大会领导人峰会上强

调，我国将大力发展可再生能源，在沙漠、戈壁、荒漠地区加快规划建设大型风

电光伏基地项目。2025年国务院政府工作报告：加快建设“沙戈荒”新能源基地，发展海上风电，

统筹就地消纳和外送通道建设。战略价值

沙戈荒：国家新型能源体系战略支柱◆

当前总装机：1.61亿千瓦◆目标总装机：4.55亿干瓦

(≈20座三峡水电站)(2030年规划)◆年发电量≈6个北京2024年全社会用电量◆筑牢国家能源安全防线◆大幅提升国民经济绿电供给能力◆

强力推动东西部区域协调发展新型电力系统与生态治理的双重战略支点，西电东送核心枢纽规划目标(2030年)

战略定位核心价值中国华电牵头开发建设新疆天山北麓戈壁、甘肃腾格里沙漠、内蒙腾格里沙漠、青海海西柴达

木沙漠4个沙戈荒大基地项目：其中，华电新疆天山北麓戈壁基地是我国首个投运的沙戈荒新能源外送基地。战略价值数量及规模

数量占比

均位列我国第一践行沙戈荒建设使命的主力担当装机容量

占比目录

CONTENTS战略价值二

沙戈荒大基地挑战三

多能互补协同运行

总结展望新能源占比不断提高，其间歇性、随机性、波动性特点使得系统调节更加困难，给电力平衡与安全调度带来严峻挑战。光

伏

出

力

场

景

生

成300200100610时

间

/h装机容量约1200万千瓦，日内最大波动超500万千万沙尘、暴雪等恶劣天气频发，

严重影响设备出力机组密集，下游出力受上游

尾流效应制约集群尾流效应突出功率波动显著气象条件复杂沙戈荒大基地挑战①

风光功率预测难度大功率MW20

25时

间

/h电网网架薄弱且缺乏同步电源支撑，

导致系统电压和频率稳定性问题突出，电网安全运行风险高。沙戈荒大基地挑战功连馆皮信态电泥数无法支撑电网故障电压提供统洛电类荷

稳态电流厂：建立电压、惯

响

应位于电网末端，短路容量小，

抗扰动能力弱大基地转动惯量小，抗扰能

力弱，系统频率失稳风险高新能源过载能力差，故障时电压支撑能力弱电网网架支撑能力薄弱暂态支撑不足转动惯量低②系统支撑能力不足传统同步机

电源不

挺

供

络

电

流风光电源电压源本地消纳不足

外送通道受限受新能源反调峰特性、负荷需求、外送能力与安全边界共同制约，新能源安全可

靠外送受到影响。不

同

时

间

尺

度

下

的

风

电

场

、

光

伏

电

站

出

力

情

况一

春

分

月

风

电

场一

夏

至

月

二

风电

场一

秋分月风

电场

冬

至月_风电场十春分

月

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光

伏电站十

夏

至

月

光

伏

电

站一

秋

分

月

光

伏电

站

+

冬

至

月

光伏

电站时

刻二

沙戈荒大基地挑战反调峰特性外送需求大，但通道输送能力与

安全边界有限源荷匹配性差，缺乏本地负荷

支撑，消纳空间受限新能源出力高峰与用电负荷

高峰错位③新能源消纳困难300200100出力MW目录

CONTENTS一沙戈荒大基地挑战多能互补协同运行总结展望关键技术智慧储能支撑技术储能支撑技术多元储能优化聚合

技术电力市场预测及交

易决策电力市场预测多时空电力市场

交易决策优化技术多类型机组联合经济运行优化风光集群功率预测基于数模驱动的气象预报技术基于时空耦合机理的风电场群

上下游协同功率预测技术功率预测模型选优智能体精准感知与预测挑战风光功率预测难度大灵活调节与支撑挑战系统支撑能力不足协同运行与消纳挑战新能源消纳困难基于柔性互补的

平衡能力分析多周期优化运行技术多维风险评估与

出力边界构建经济-安全综合评价火电高效深度灵活调峰低负荷稳定性变负荷灵活性沙戈荒新能源大基地多能互补协同运行总体路线

多能互补协同运行风光火储协同策略“算不准”建模更精细整合设备状态多要素

Al精细化建模攻关气象更精准气象大模型等

优质数据AI融合多能互补协同运行

①破局

思维创新

方向“算不快”

难题迭代更迅速大模型智能体

模型选优上报计算更高效AI高速数据

降尺度处理风光集群功率预测

汇聚全球气象

数据与AI大模

型，消除单一

预报误差。通过AI降尺度

生成高分辨率

气象网格，支

撑高精度功率

预测。基于数模驱动的气象预报技术人工智能大模型数值预报AI高速降尺度多能互补协同运行①风光集群功率预测

1

5分钟游率多能互补协同运行

功率预测模型选优智能体基于

大

模型自我反思迭

代约提示词优化技术(

OPRC}建立风速风向时移模型，提升下游风电场预测精准度与时效性基于时空耦合机理的风电场

群上下游协同功率预测技术多维度精准筛选最优模型，提高预测准确率基

础

大

模

型预测结果和数据回流预测模

型选

择的系统

指令多个预测

模型的历

史表現地

理

，场站

，设备，气

象

等时序或文本描述信息区域两个细刚考

核

规则提示工程①风光集群功率预测工

具

常

规评估工具智能体最侃功率预测模型暴于

大

模型的智

磁体系统短期记忆：历史

评估经验长

期

配

忆

；RAG真

实

数

据预测

结

果光伏短期准确率≥93%,

风电短期准确率≥90%2025中国信息协会数据要素创新大赛一等奖；2024工业互联网大赛最具商业价值奖三

多能互补协同运行最具商业价值奖鼎回名样举电斯能器应用监中功毕2朝决力翼尊系单位草绚地力T

租究腔领附公即体力选工E卫期土暗由第六届工业互联网大赛

新型电力系统行业赛获奖证书①风光集群功率预测行业奖项

领军组低负荷稳定性

变负荷灵活性煤质优化、风粉预热

助燃稳燃型燃烧器

小粉仓增强灵活储供蓄热优化控制系统多能互补协同运行

②更宽负荷

“稳定”更快速度当前负荷追加负荷热能存锦_冷凝器火电高效深度灵活调峰

需求

挑战技术

攻关G

阀(发电

机抽汽TB阀汽轮机低负荷稳燃能力运行优化：优先调整运行策略，挖掘机组自身潜力。煤仓改造：针对煤质差机组，实施分隔煤仓改造。设施升级：具备投助燃条件时，进行助燃设施升级。燃烧器改造：无法投助燃时，选用新型稳燃燃烧器。三

)多能互补协同运行提升风粉均衡性，确保燃烧稳定可靠□应用前应用前偏

应用后：≤±5%.

差：1#粉管

2#粉管

3#粉管粉管煤粉细度均匀，达到低负荷稳定燃烧条件②

火电高效深度灵活调峰燃烧器锅

炉新型稳燃燃烧器磨出口一次风速稳燃燃烧装置25构建基于实时煤质的小粉仓增强灵活储供系统根本性解决制粉供粉大滞后的燃料灵活性严重短缺的难题，实现机组全工况快速变负荷小粉仓灵活分级分选器混合器煤质在线检测风机多能互补协同运行风粉分离器锅炉锅炉给水泵抽

汽减小电动阀开度/凝泵变频低压加热器凝结水电动阀凝结水泵控制质量提升：蓄热优化与机炉

负荷系统融合，15秒内跨出调

节死区，提高负荷响应速率。输煤皮带给煤机磨煤机煤粉制备过程：从原煤仓到磨制成合格煤

粉送入炉膛需要3-5分钟效果和指标：蓄热

调节变负荷速率增

加1%Pe/min。②

火电高效深度灵活调峰低压缸做功蒸汽量

汽轮机

增

多、负荷升高燃烧过程：秒级传热过程：秒级除

氧

器减少有力支撑新能源大基地，促进新能源高比例消纳，

服务新一代煤电建设69%23022012:3901.2164)60%20054%人12:36:26,181.58)12:35:44,175.78)49%72:35

12:40时间多能互补协同运行最低稳燃负荷达到18%,变负荷速率≥3.5%/

min②

火电高效深度灵活调峰

国家重点研发计划

“超(超)临界机组宽负荷快速灵活调峰关键技术”小粉仓增强灵活储供系统(1239:4.2255)汽机功输出24019017012:

5051512:2012:45210先进飞轮支撑调频协同控制

平滑功率输出要

求

时

功

率

响

应

要求婚B的国功罩响应家长时网有能里支擦惯

里

飞

轮直

接惯

量

响

腔/其

的

储

能

方式攻关

“平抑频率/电压波动”

与“主动支撑”

难题构网型储能支撑主动频率/电压支撑

故障穿越和支撑基于SCR的

跟-构网白适应协调控制dFm(iey-CSCR

rjn))=9CKEos%③智慧储能支撑技术

优化单元聚合多元储能聚合联动

并网灵活控制多能互补协同运行破局

思维创新方向储能支撑技术构网型储能和飞轮储能主动支撑电网，实现大基地并网灵活控制、平滑功率输出、提供惯量支撑。新能源消纳送出需求构网储能辅助服务价值评估体系多场景/多主体/多阶段。惯量影响新

能

源

储

能

电网辅助服务价值评估自身和电网运行约束容量最优配置规划模型经济收益储能容量规划模型求解容量最佳配置储能容量经济性模型也

流

课

肠

功

丰

国

萝

加

角

护

朝

三

族

拍c(

)互补高低通滤波鉴方程和有功功率环方程抗就动空蝴架相政计功率限划高通建波器电流隔值约束、功率平商与相位稳定的协同优化二次调频阶段：分钟级，要求长时间有能量支撑飞轮储能+火电/其他储能方式调频控制多能互补协同运行多场景下构网型储能容量

规划配置策略飞轮储能电网主动

支撑技术构网型储能系统主动支撑

技术架构③智慧储能支撑技术一次调频阶段：数十秒，要求短时间功率响应惯性响应阶段：秒级，要求瞬时功率响应飞轮储能-虚拟

惯量与调频控制惯量飞轮-直接

惯量响应动态洞节环路增益抗大相

角

犹

动功能交叉区域功能交叉区域拼路一批量四千电压支撑联报CCG算法大动功中场储能祗通池技器有功功串环成本指标基于不同储能的响应特性，根据实际工况优化储能方式的组合配置，实现调峰调频调压高效协同。多元储能优化聚合技术全生命周期成本的优化实时调频抑制调频误差全工况储能状态的健康性多能互补协同运行③智慧储能支撑技术提升新能源支撑力提升经济收益国家能源局“赛马争先”创新平台“储能装备与系统集成技术创新平台”国家重点研发计划“10MW

级磁悬浮飞轮储能关键技术”三

多能互补协同运行>提升市场辅助效益提升多元储能经济性平滑功率输出

频率/电压调节

提供惯量支撑③智慧储能支撑技术攻关“风光出力波动性大”与“运行策略计算繁琐”难题pRE=∑

cKEg(5)p≤f(c',,nI)

),st.∑

CRE=C'RE,VRE={wind,solar}动态平衡能力分析

风险评估与边界构建

多周期优化运行

经济-安全评价多时间尺度耦合风险表征与边界条件构建多能互补协同运行④风光火储协同策略储能放电12.05

18:0024:00经济性、灵活性

低碳性多维评价消

纳

率低

碳

性灵

活

性经

济

性多目标多周期

优化运行算法新能源与火储

柔性互补分析破局思维创新

方向多维效益评价指标体系供电负荷在调款赋建立综合考虑新能源功率预测置信概率、多类型储能、火电开停等因子的多异质电源多时间尺度平衡能力动态评估体系。特征提取时间/小时4=

()=m-1.

…-]15mmL

土

调市

灵

高36hr灵活

性储

佳

上

谢

灵

活

性Mw基于柔性互补的平衡能力分析Region2新能源+储能+火电互补储

能放电6:00

12:00

18:00

24:00三)多能互补协同运行置信度表征④风光火储协同策略scenelocation

over

30

years供

电

负

荷储能充电三

)多能互补协同运行06-05091506-06.09.1512-2306:3012-310630安全边界模型风光波动限制火储调节限制系统接纳限制融合多样化场景，智能构建多维风险量化模型，制定大基地风光火储一体化出力安全边界。多维运行风险量化方法多维风险量化典型场景构建p

NE≤f(c'RE,g!”E,n'E)

.∑c7=C',

VRE={wind,solar}多维风险评估与出力边界构建④

风光火储协同策略典型气候过程性天气极端气候考虑安全性-经济性-新能源消纳性多重约束，构建中长期-短期-日前-日内多周期优化运行策略，

结合人工智能技术实现快速求解。三)多能互补协同运行目

标

函

数

最

大

化

风

光

消

纳

率模型

混

合

整

数

线

性

规

划

(

MILP)模

型求解

人

工

智

能

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解--2(Cz+C2-C)-22c2Rec-CEB8,AcC-M5.)数

据

驱

动是否满足

知

识

驱

动性能指标?优

化知识驱动数据驱动n.-2()-(2c),(-22PC(+15-22多周期优化运行技术ceRa+1)-u+n采用谨慎水平系数确定备用容量电力场景相关输人主要方

式优化参数/结构插助选取模型

误差快速矫正④风光火储协同策略中

长

期

、D-3日

前

P=P-Py-P-P₃-PB

PBf弃风弃光惩罚成本燃料料成本启停成本备用不足惩罚成本总

运

行

成

本

最

小多周期模型构建快速求解算法多目标约束5-

:-2310%-e修正日前计划偏差联合驱

动模型火电机组运行成本三)多能互补协同运行经济性、灵活性、低碳性的多维效益评价指标体系建立考虑经济性、灵活性、低碳性的多维效益评价指标体系，推动全生命周期综合效益最大化。分布式场

景

1稳定性

-

经济性

-

环保性多维度场

景n

场

景

1

场

景nk个

机

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站

-

集

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-

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多

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景

1大

基

地评

价

指

标经济-安全综合评价④风光火储协同策略严

重

程

度Sevau=P

聚合利用/分布式利用

典

型

日

4机

组

组

合风

险

评

估

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式安全评估综

合

风

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标内嵌全时序模拟技术多

周

期

优

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运

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暗电

型

日

1机

组

组

合典

型

日

2

机

组

组

合典

型

日机

组

组概

率3合降低基地整体出力波动，新能源年利用率提升>3%,

降低度电成本>1%三

)多能互补协同运行打造成千万千瓦级大基地一体化协同控制与运行示范工程④

风光火储协同策略

由电

常

catcR283xu攻关

“交易决策不优”与“经济运行复杂”

难题电力市场预测

多时空电力市场交易决策优化技术多能互补协同运行

⑤送请市场行数障分析送端市场价格预测送端市

场交路受培市场运行数账分析受端市场价格地测变端市场交肠籁路基地世收益复盘分析电力市场预测及交易决策安全约束经

济

羽

度B-LSTM启

发

式

优

化多类型机组联合

经济运行优化收益最大节点电价

场景生成与缩减页

机

组

安全

约

组

合小液变换强化学习成本最小电力市场破局

思维创新方向M2(2-ap”-)n发电企业报价和报量出清量和价格市场竞价模型

和市场结算模型人

工

智

能市场