陈海生

中国科学院工程热物理研究所

摘要(Abstract)：

双碳战略背景下，风电、光伏等可再生能源实现规模化、集中化并网，成为我国新型电力系统的主体能源类型。可再生能源固有的随机性、间歇性、反调峰运行特征，引发了新能源消纳困难、电网功率波动频繁、调频调峰容量不足、场站供电稳定性薄弱等一系列行业痛点，严重制约新型电力系统的安全稳定运行与高质量发展。压缩空气储能作为大容量、长时程、零碳排放、多能联动的新型储能技术，区别于电化学储能、抽水蓄能等传统储能形式，具备电、热、冷多形态能量转换与存储能力，能够与可再生能源电站形成深度耦合的多能互补体系，是破解新能源并网难题、提升能源综合利用效率、拓展综合能源服务场景的核心技术载体。当前风光-压缩空气储能多能互补系统的工程应用与理论研究仍存在明显短板，多数系统运行存在能流匹配无序、时间尺度调度脱节、容量配置与运行调度相互割裂、多目标运行诉求难以均衡、设备运行约束考虑不足等问题，缺乏系统化、纯理论化的耦合运行机理与优化策略体系。本文采用文献调研法、理论推演法、系统分析法、逻辑归纳法，从纯理论视角系统开展相关研究，无任何公式与图表辅助。首先厘清可再生能源出力波动特性对长时储能系统的多层次调节需求，界定压缩空气储能在多能互补体系中的独特耦合优势与功能定位，梳理多能互补系统的主流技术架构与耦合运行方式；其次深度剖析多能互补系统的能源品位匹配机理、多时间尺度调度运行模式、多能流协同耦合运行机制；最后从容量与调度协同优化、多目标权衡决策、系统运行约束管控三个维度，构建多能互补系统运行优化的完整理论体系，提出适配大型可再生能源电站的精细化运行优化策略。研究旨在完善风光耦合压缩空气储能多能互补系统的基础理论框架，解决当前工程运行中存在的粗放式调度、能量浪费、效益失衡等核心问题，为大型可再生能源基地压缩空气储能配套工程的规划设计、运行调控、场景拓展提供坚实的理论支撑与实践指导，助力新型电力系统多能协同、高效低碳、安全稳定发展。

关键词(KeyWords)：压缩空气储能；可再生能源电站；多能互补；运行机理；调度优化；能源梯级利用

参考文献(References)：

［1］陈海生，徐玉杰.压缩空气储能技术理论与工程实践［M］. 北京：科学出版社，2023. 

［2］王正伟，黄守道.新型电力系统储能调度优化理论［M］. 北京：机械工业出版社，2024. 

［3］国家发展改革委，国家能源局.新型电力系统发展蓝皮 书［S］.北京：中国电力出版社，2023. 

［4］陈海生，郭欢，徐玉杰，谭春青.可再生能源与压缩空 气储能耦合系统研究进展［J］.Energies，2023，16（12）：4667.