“雙碳”目標下我國風光水火儲多能互補標準體系研究

關鍵詞：風光水火儲，多能互補，標準體系

0引言

錨定“雙碳”目標，我國著力構建安全高效、清潔低碳的新型能源體系[1]，黨的二十大以來，習近平總書記強調要以更大力度推動我國新能源高質量發展，指示要注重水電等優勢傳統能源與風電、光伏、氫能等新能源的多能互補、深度融合[2]。風光水火儲多能互補就是以風、光等新能源資源為基礎，以火電、常規水電、抽水蓄能、新型儲能等靈活調節電源為支撐，以源網協同、柔性靈活、數智融合為突破，以高比例新能源和極高比例可再生能源為特征的流域級、區域級、園區級現代能源開發和供給技術。標準化工作是推動風光水火儲多能互補高質量發展的重要抓手，通過構建科學合理、全面系統、可操作性強的風光水火儲多能互補標準體系，帶動規劃設計、工程建設、運行調控、安全防控等全過程的標準化進程，有利于充分發揮標準的驅動作用，推動科技創新與標準化協同發展。

當前由于缺乏統籌考慮和頂層設計，系統性適用于風光水火儲多能互補的技術標準體系尚未建立。火電、水電、風電、太陽能發電和儲能一般各自開發，國內尚未有全能源品種全生命周期多能互補集約化規模化基地項目建成投產，核心技術標準匱乏，現行技術標準不統一，無法支撐和引導多能互補基地大規模、高比例、高質量發展，有必要系統性開展風光水火儲多能互補標準體系研究。

我國高度重視風光水火儲多能互補綜合開發項目，黨的二十大、國民經濟十四五規劃、國務院關于雙碳指導意見和行動方案，以及國家能源法等多項國家綱領性文件及法律法規，明確推動各類能源協同互補。規劃到2035年以沙漠、戈壁、荒漠地區為重點的大型風電光伏基地總裝機規模超過4.5億千瓦，到2040年全國主要流域水風光一體化基地總裝機規模近10億千瓦，隨著多能互補清潔能源基地規劃落地和系統性建設，急需相關技術標準指導工程實踐。值得注意的是，新時期風光新能源跨越式發展使得火電、水電功能定位發生轉變，火電逐步轉變為提供可靠容量與電量的靈活性調節型電源，水電由傳統的電量供應為主轉變為電量供應與靈活調節并重，抽水蓄能和新型儲能在電力系統中的價值體現也將發生根本性變革，傳統單一品種電源開發的技術體系將難以適應多品種電源協同開發的型式，因此開展風光水火儲多能互補標準體系研究是必要的。

目前，關于風光水火儲多能互補標準體系的研究較少，多針對某項標準開展解讀，或對多能互補標準化提出建議，抑或探索多能互補發展路徑[3-9]。高潔[10]等結合“十四五”期間我國大型水風光綜合基地規劃和全國主要流域水風光一體化基地規劃成果，梳理出目前水風光儲可再生能源綜合開發標準化工作需要解決的問題及必要性，系統梳理了NB/T11554—2024《水風光儲可再生能源綜合開發項目技術規范》行業標準的技術內容并作解讀。康俊杰[11]等研究了多能互補項目發展路徑，建議開展多能互補相關標準制訂助推項目建設和運營水平提升。劉楠[12]等根據國家戰略定位，在梳理多能互補綜合能源基地條件的基礎上，提出了三種不同模式的發展路徑。周清平[13]等認為標準制訂對于促進水風光一體化開發意義重大，應加強多能互補調度運行相關標準制修訂，確保多品類能源互補協同，提升能源綜合利用效率。王宏[14]等在綜合國內外智能電網、微電網與分布式能源、能源互聯網標準制訂進程和發展現狀基礎上，指出未來多能互補主要標準方向為運行與控制技術、安全與保護、通信與自動化等。張晶[15]等提出能源互聯網技術標準體系專業方向和技術領域的劃分方法，設計出能源互聯網技術標準體系分層架構、概念模型，構建了能源互聯網技術標準體系架構。孟凡超[16]等提出涵蓋基礎標準、綜合能源服務業務標準、支撐技術標準三大類的綜合能源服務標準體系。李娜[17-18]等提出具有廣泛適應性的綜合能源服務標準體系架構，形成了從基礎標準、到業務標準、支撐技術標準的完整邏輯框架，建議在綜合能源服務領域加強相關標準化研究與標準體系建設。徐澄瑩[19]等形成了“1個標準體系、5個子體系、15個子類、56個標準系列以及若干具體標準”完整邏輯框架的標準體系和布局。范建斌[20]等認為標準的國際化工作對綜合能源系統相關行業高質量發展十分重要，應重點關注優化運行、穩定控制等領域。綜合以上研究發現，風光水火儲多能互補標準體系主要存在以下不足：研究較少、體系不系統、關鍵核心標準未建立。

為了科學指導風光水火儲多能互補綜合開發利用，積極穩步推進技術標準制定，引導規范行業的高質量發展，本文在梳理國內外多能互補綜合開發利用標準體系現狀的基礎上，總結構建多能互補標準體系存在的問題和挑戰，研究提出構建風光水火儲多能互補標準體系總體思路，并重點圍繞規劃設計、工程建設、運行管理角度，提出標準體系的結構，以及關鍵核心標準制修訂建議。

1風光水火儲多能互補標準發展現狀及問題

1.1國際標準情況

世界各國將發展多能互補作為本國能源戰略的核心任務，例如：歐盟計劃依托各類低碳能源技術構建低碳、安全、靈活的泛歐綜合能源系統，美國著力構建可再生能源混合能源系統，日本基于國情探索多元、多維、柔性的能源供給體系。

從標準化發展來看，國際尚未有系統的多能互補標準體系，各類電源標準均處于相應領域的標委會管理，主要針對特定電源開展標準化工作。IEC/SC8A可再生能源發電并網專委會建立了涵蓋分布式光伏并網系統、海上風電高壓直流并網等相關技術標準。IEC/TC4水輪機標委會關注與水電開發相關的水力旋轉機械國際標準制定。IEC/TC5蒸汽輪機標委會關注汽輪機的標準制定工作。IEC/TC82太陽能光伏發電標委會研究范圍涵蓋從光伏電池到光伏并網的整個領域。IEC/TC88風力發電標委會制定的標準涉及風電場資源評估、規劃設計、工程建設、測控技術和運行維護。IEC/TC117太陽能熱發電標委會的標準涵蓋了槽式熱發電、塔式熱發電、碟式熱發電和線性菲涅爾式熱發電、儲能蓄熱等各個方面。國際標準分類中，多能互補涉及到風力發電、太陽能發電和其他能源，但均處于各自電源領域的標準化委員會管理和指導，IEC/SC8A可再生能源發電并網標委會主要負責可再生能源發電并網等相關標準制定，國際小水電聯合會多能互補專委會關注以小水電為核心的多能互補示范項目推動和開發。

總體上看，國際上針對某一種電源的標準數量多、覆蓋面廣，單一品種電源標準體系已經漸趨完善，為各自電源行業發展提供了可靠的技術支持和行業規范保障。但涉及多能互補綜合開發利用的標準鮮有提出，相關標準體系更是缺乏研究。

1.2國內標準情況

類似于國際標準，國內針對某一種電源開發利用已建立起了相對健全完善的標委會管理制度和標準體系建設。能源行業水電勘測設計標準化技術委員會著重開展了水電站規劃設計、工程勘探、征地移民、環境影響等方面的標準體系建設。能源行業發電設計專業標委會負責能源行業發電設計（含汽機、鍋爐、除灰、運煤、煙氣凈化、電氣、熱控、化水、水工工藝、水工結構、總圖、建筑、結構、暖通、測繪、巖土工程、水文氣象）標準化工作。能源行業風電標準化技術委員會研究了風電場設計、建設、運行、安全、檢修等方面的標準化工作。全國電力儲能標準化技術委員會針對各種類型的儲能開展了標準體系建設、中國電力企業聯合會標準化專家組針對火電、光伏發電等設計、工程建設、管理等方面開展了標準化建設。

目前現行的多能互補標準詳見表1，綜合來看，多能互補標準化建設相關標準呈現出標準不系統、缺乏系統性等特征。從具體內容上看，國家標準主要規范了離網型多能互補發電系統以及互補發電系統的基本定義和試驗方法，行業標準主要適用于用戶側多能互補系統或電源側基地式多能互補項目，地方標準更關注分布式多能互補項目，團體標準涉及范圍更廣，既有互補供熱采暖工程設計規范，也有項目集成技術導則。

1.3風光水火儲多能互補標準化工作政策梳理

自2016年以來，國家推動多能互補示范工程建設工作，通過密集出臺一系列產業政策，在《中華人民共和國標準化法》《國家標準化發展綱要》《貫徹實施lt;國家標準化發展綱要gt;行動計劃的通知》《深化標準化工作改革方案》《“十四五”推動高質量發展的國家標準體系建設規劃》的指導下，助推標準化工作帶動風光水火儲多能互補產業蓬勃發展，具體如表2所示。當前各類試點示范項目有序鋪開，加快了新能源規模化開發的步伐，同時也帶動了新能源發電、儲能、微電網、綜合能源服務等相關行業的發展，為系統性構建風光水火儲多能互補標準化體系提供了技術支撐和工程應用基礎。

1.4問題和挑戰

（1）產業亟需標準引導

我國風光水火儲多能互補項目仍處規劃設計、抑或開發建設階段，投產項目不多，隨著規模化開發進程的不斷推進，未來不可避免的面臨市場交易機制、運行管理等方面的挑戰，多能互補發展需要源網荷儲各環節技術創新，特別在多能互補項目的科學規劃、經濟調度等關鍵環節尚未形成可規模化推廣應用的標準化技術方案，在系統整體先進性、效率、穩定性、裝配可靠性等方面仍與國外先進水平存在較大差距，導致核心競爭力不足。同時，對于技術研發與科研創新等重視不夠，資源投入相對較少，致使新技術創新與發展進程緩慢，未能對產業發展形成強有力的支撐。通過構建基于關鍵核心技術的標準，將有力助推多能互補綜合開發項目的規劃落地，進而帶動整體產業革新。

（2）技術標準滯后

國家高度重視并推動能源供給側結構轉型，構建多元供能保障體系，多次要求規劃建設風光水火儲多能互補綜合開發基地，但集約化規模化基地尚未建成并網，僅有少數互補技術難度小的電站實現了小規模示范，所依據的規范和標準多采取項目中涉及的某一或某幾類電源相關技術標準，示范場景代表性不足，與國家規劃的大規模清潔能源基地在工程規模、規劃設計、建設、運營調控等方面存在顯著差異；此外，“十四五”期間，國家已經啟動大規模清潔能源基地建設工作，以沙漠、戈壁、荒漠為重點的大型風光基地已經開工建設，但關鍵核心標準仍未開展制訂，標準滯后使得標準化工作難以有效支撐和引導整體行業發展。

（3）技術標準不健全

當前風光水火儲多能源協同綜合開發利用的技術標準體系缺乏系統性。目前已經申請立項、在編或編制完成的有關水風光綜合能源開發利用的技術標準僅5項，分別為《風光水火儲多能互補發電工程規劃報告編制規程》《水風光儲可再生能源綜合開發項目技術規范》《多能互補項目經濟評價規范》《水風光儲可再生能源綜合開發項目容量配置計算規范》《水風光儲可再生能源綜合開發項目運行設計導則》，盡管涉及到多能互補最新研究成果，但主要是指導規劃編制規程或項目某個階段具體實施，部分專項技術仍空缺。針對一個完整的一體化綜合開發基地項目而言，尚不足以指導工程建設，更無法促進多能互補產業、科技創新與標準化協同聯動發展。

（4）技術標準體系缺失

能源行業未設立專門的風光水火儲多能互補的標準委員會，對標準立項工作指導不夠，且未建立多能互補能源核心標準制修訂計劃，導致標準制定工作的分年度計劃不明晰，存在“立而不急、急而未立”的實際問題。同時，針對單一品種電源的標準體系已經開展大量深入工作，例如太陽能發電標準體系、壓縮空氣儲能標準體系等，值得注意的是，水電行業技術標準體系已經完成修訂研究工作，抽水蓄能電站技術標準體系已經完成規劃設計、設備、建設、運行維護與檢修、退役全生命周期和全專業覆蓋兩個維度的研究工作，針對多能互補的標準體系尚未有相關研究。

2風光水火儲多能互補標準體系

2.1目標與原則

通過系統梳理國內外多能互補相關標準的建設情況，調研和總結標準建設經驗，為標準體系構建提供思路和理論支撐。結合風光水火儲多能互補綜合開發工程的實際特點，參考有代表性的行業技術標準體系架構（例如：水電、抽水蓄能等），構建科學合理、適用可行的風光水火儲多能互補標準體系，提出關鍵標準制訂建議，為后續有序、分批地開展和推進多能互補行業標準制定奠定基礎。

標準體系的構建原則，一是要堅持需求牽引、目標導向。緊密圍繞多能互補發展目標任務，加強多能互補行業標準的建設和管理，加快完善適應新型能源體系建設及能源供給側綠色轉型大規模快速發展需要的、科學合理的標準體系，不斷適應和滿足項目工程建設和技術發展需要。二是要堅持系統觀念、統籌協調。深刻把握單一品種電源與多品種電源互補技術標準的內在聯系和規律，運用系統方法處理單一品種電源與多品種電源互補標準間的相互協調和相互補充，統籌做好多能互補行業標準與國家、團體相關標準協調一致。三是堅持全面成套、層次適當。結合多能互補示范工程建設管理實際情況及其他行業標準體系建設經驗，形成基本覆蓋風光水火儲多能互補全生命周期的整個標準體系和各種標準。四是堅持創新引領、互動發展。堅持技術研發、標準研制與產業發展協同聯動，加快科技創新成果轉化為標準的進程，隨著產業發展和技術進步，以開放共享的發展理念，不斷更新標準體系，不斷充實相關技術標準。

2.2框架結構

根據風光水火儲多能互補標準體系構建的總體思路及行業特點，整體標準體系采用分層結構，如圖1所示。

（1）第一層次為風光水火儲多能互補的通用及基礎技術標準，是指導整個風光水火儲多能互補項目的基礎性技術標準，同時是其他標準的基礎，要求普遍遵守執行，具有廣泛指導性。通用及基礎技術標準包括：通用、安全、監督管理、征地移民安置、節能減排、環境保護和水土保持、技術經濟、信息化、數字化、檔案、檢測認證。

（2）第二層次為風光水火儲多能互補項目全生命周期不同時序階段的專業技術標準，分為：規劃與設計、工程建設、運行與管理、退役4個子體系。每個子體系的通用技術標準是本序列內應普遍遵守的技術標準，具體分項如下。

1）規劃與設計包括：資源分析、開發利用模式、項目組成與布局、項目規模、方案設計、工程勘察、運行方式、調度技術要求、施工組織設計、征地移民安置規劃、環境保護和水土保持設計、安全設計、投資匡算、經濟評價、預可研編制規程、可研編制規程、接入電網技術規定、工程送出等。

2）工程建設包括：土建工程、設備安裝調試、金屬結構、項目內部匯集工程、施工設備設施、安全工程、征地移民安置工程、環境保護和水土保持工程、質量檢測與評定、工程造價、工程管理與驗收等。

3）運行與管理包括：并網運行技術、電源運行技術、發電出力預測、電力市場準入、項目整體送出與消納、信息管理平臺、開發建設時序管理、更新與改造、工程后評價等。

4）退役主要針對風電場、光伏電站、水電站、儲能電站等的退役評估、退役設計、退役實施、退役后評估等。

2.3標準體系說明

根據風光水火儲多能互補標準體系框架層次結構，對各層次標準內容進行說明，具體見表3。

2.4關鍵技術標準制訂建議

在第一層級通用及基礎技術標準方面，建議從多能互補項目整體、質量監督、投資匡算等方面開展關鍵標準的制修訂，關注多能互補項目在技術層面存在的卡點堵點，指導項目工程質量監督，做好項目投資匡算并提出投資建議；在第二層級方面，項目規劃與設計階段應重點開展資源精細化評估、電源容量優化配置計算、項目開發利用模式、電力系統接入方式、環境保護等方面的標準編制工作，同時應對項目可行性研究報告編制原則、工作內容和深度要求等內容開展相應標準制訂。項目建設階段，應對工程施工組織設計、驗收等內容開展標準編制，以保障工程進度和保證工程質量。項目運行階段，標準制訂可重點關注項目并網運行、電源運行方式、出力預測、電力市場準入要求、項目后評價等方面。風光水火儲多能互補綜合開發利用項目的退役標準，應與風電、太陽能發電、水電、火電、儲能等項目退役標準要求相協調，建立統一標準及后續處置方案。

3結論

為解決風光水火儲多能互補標準體系不健全、不系統、適應性不足等問題，本文在總結國內外相關技術標準的基礎上，提出了“雙碳”目標下，適應于我國風光水火儲多能互補集約化規模化開發的技術標準體系，主要結論如下。

（1）隨著我國風光水火儲多能互補項目規劃落地，多能互補整體產業亟需相關標準指導，現階段風光水火儲多能互補標準制訂相對滯后，關鍵核心標準缺失，標準體系不健全是制約標準體系研究的關鍵因素。開展此項研究工作是推動能源供給側結構轉型，助力實現雙碳目標的重要抓手，是規范和引領多能互補產業高質量發展，推動構建多元供能智慧保障體系的有效手段，是促進多能互補產業、科技創新與標準化協同聯動發展的關鍵途徑。

（2）采用分層結構構建了風光水火儲多能互補標準體系，體系由兩層結構構成，第一層為適用于項目規劃設計、工程建設、運行管理的通用基礎技術標準，第二層為多能互補項目全生命周期不同時序階段的專業技術標準，由規劃與設計、工程建設、運行與管理、退役4個子體系構成。

（3）提出了風光水火儲多能互補項目全生命周期關鍵技術標準制修訂建議，建議從項目整體設計、資源精準化評估、電源容量優化配置、各類電源定位與開發利用模式、環境保護和水土保持、施工組織設計、并網技術條件、電力市場準入要求等方面開展標準制訂工作。