多能互补注重从能源供给侧、用户需求侧、能源输配侧实现多能互补和融合等，按照能源形式的供给和消纳特性的不同，优化多种类型能源的生产和利用的综合互补，解决弃风、弃光、弃水、限电等问题，实现能源、经济、环境的协调发展[1]。
2022年1月底，国家发展改革委和国家能源局联合印发《“十四五”现代能源体系规划》，首次提出了“现代能源体系”的建设计划。在规划中，“多能互补”提及次数高达12次，足以说明“多能互补”的重要地位。以下为规划中提及的多能互补相关内容：
1、在风能和太阳能资源禀赋较好、建设条件优越、具备持续整装开发条件、符合区域生态环境保护等要求的地区，有序推进风电和光伏发电集中式开发，加快推进以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地项目建设，积极推进黄河上游、新疆、冀北等多能互补清洁能源基地建设，优化电源侧多能互补调度运行方式，充分挖掘电源调峰潜力。
2、积极推进多能互补的清洁能源基地建设，科学优化电源规模配比，优先利用存量常规电源实施“风光水（储）”、“风光火（储）”等多能互补工程，大力发展风电、太阳能发电等新能源，最大化利用可再生能源。
3、依托存量和新增跨省跨区输电通道、火电“点对网”外送通道，推动风光水火储多能互补开发，重点建设黄河“几”字弯、河西走廊、新疆等清洁能源基地。
4、结合清洁能源基地开发和中东部地区电力供需形势，建成投产一批、开工建设一批、研究论证一批多能互补输电通道。
5、适应数字化、自动化、网络化能源基础设施发展要求，建设智能调度体系，实现源网荷储互动、多能协同互补及用能需求智能调控。
6、以多能互补的清洁能源基地、源网荷储一体化项目、综合能源服务、智能微网、虚拟电厂等新模式新业态为依托，开展智能调度、能效管理、负荷智能调控等智慧能源系统技术示范。
7、区域（省）级、市（县）级、园区（居民区）级源网荷储一体化示范，多能互补建设风光储、风光水（储）、风光火（储）一体化示范，智慧城市、智慧园区、美丽乡村等智慧用能示范。
8、多能互补集成与智能优化、用能需求智能调控、智慧能源生产服务、智慧能源系统数字孪生等平台和数据中心示范。
9、创新电力源网荷储一体化和多能互补项目规划建设管理机制，推动项目规划、建设实施、运行调节和管理一体化。
10、建立源网荷储一体化和多能互补项目协调运营和利益共享机制。 从规划中可以看出，“多能互补”发展围绕在用户侧和电源侧两方面。根据2016年的《国家发展改革委、国家能源局关于推进多能互补集成优化示范工程建设的实施意见》，用户侧是面向终端用户电、热、冷、气等多种用能需求，因地制宜、统筹开发、互补利用传统能源和新能源，优化布局建设一体化集成供能基础设施，通过天然气热电冷三联供、分布式可再生能源和能源智能微网等方式，实现多能协同供应和能源综合梯级利用。而电源侧则是注重利用大型综合能源基地风能、太阳能、水能、煤炭、天然气等资源组合优势，推进风光水火储多能互补系统建设运行。根据国家能源局2016年发布的《首批多能互补集成优化示范工程入选项目名单》，共有17个终端一体化供能系统以及6个风光水火储多能互补系统入选。面向电源侧的6个项目分别为：河北省张家口市张北风光热储输多能互补集成优化示范工程、陕西省韩城龙门开发区多能互补集成优化示范工程、青海省海西州多能互补集成优化示范项目、内蒙古包头市神华神东电力风光火热储多能互补集成优化示范项目、青海海南州水光风多能互补集成优化示范工程、四川省凉山州木里县鸭嘴河流域光水牧多能互补集成优化示范工程。截至2023年3月，中国多能互补行业相关的拟建项目有198项，其中2022年发布的拟建项目共有11项，多能互补已经是能源发展与整合、建设现代能源体系的重要策略。“自然资源+基础设施”的双保障是发展多能互补的重要前提，地区需要具备丰富的太阳能、风能、水能资源、火能资源、储能资源、热能资源等，并且需要拥有覆盖大部分地域的强大电网系统的基础设施作为保障。其实，归根结底，互补发电通过智能控制多种发电方式，并利用储能系统对电能进行储存，最后通过逆变器将直流电转变为交流电进行供电[2]。而目前首批公布的6个国家级多能互补项目中完整实施项目1个，部分实施项目2个，立项未开工项目3个。
青海海西州格尔木多能互补集成优化示范工程是集风、光、热、储、调、荷于一体纯清洁能源综合利用创新项目，填补了国内风光热储调荷智能调度技术空白，其以风电为主，以光热发电及蓄电池储能电站为调节电源，并通过智慧能源系统对多种能源实施柔性智能调控，降低出力波动性，实现“1+1>2”的效果[3]。项目总投资约63.7亿元，总装机容量700MW，投资建设了200MW光伏发电项目、400MW风电项目、50MW光热发电项目以及50MW蓄电池储能电站。项目目前的年均发电量约11.37亿千瓦时，可供整个青海城乡居民一个季度的用电总量。具体实施为风电、光伏、光热通过35 kV集电线路接入110 kV升压站送至330 kV汇集站并网；储能电站就地升压至35 kV后通过光伏电站35 kV母线送至330 kV汇集站，如示意图所示[4]。示范项目示意图
张北风光热储输多能互补集成优化示范工程是集风电、光伏发电、储能及输电工程四位一体的可再生能源项目，总投资约为43.5亿元，总装机容量为475MW，其中风电装机150MW，光伏装机250MW，光热装机50MW，储能装机25MW，目前已推动实施。项目建成后年发电量约93000万kWh，探索出了一种世界首创的风光储输联合运行模式，即通过风、光、储的七种组合发电方式，实现联合发电。 青海海南州水光风多能互补集成优化示范工程为全球单体最大水光风多能互补集成优化示范工程，该项目包括416万千瓦水电、400万千瓦光伏、200万千瓦风电，建成后三种电源将通过多能互补750千伏汇集站打捆送出，实现水光风电协调控制，多能互补后送入电网。其中，320兆瓦级龙羊峡水光互补光伏电站实现了用可控的水电来补充、调节不稳定的光能、风能，待调节成稳定优质电能之后，再统一输送给电网。 而对于储能系统方面，青海海西州格尔木多能互补集成优化示范工程中的储能项目采用了磷酸铁锂电池，由于近年来储能电池成本下降，储能电站的电池成本要远低于新建同等调频能力火电厂的成本，效益性显著。储能电池的选型需要充分考虑安全性、运行性能和经济性，常见的储能技术中（如铅酸电池、锂电池、液流电池、钠硫电池、超级电容器等），铅酸电池虽然价格低廉但循环寿命短、环保性差、能量密度低；超级电容器也受制于能量密度；钠硫电池与液流电池目前主要是受制于成本，因此选择了综合更为合适的磷酸铁锂电池[4]。目前发电侧储能的配置首选以磷酸铁锂等锂电池为主，随着国内储能项目开发规模的不断增大，液流电池、压缩空气、飞轮、蓄热电池等新型储能技术均有不同程度的进展[5]。总而言之，多能互补是未来能源侧以及用户侧的重要发展方向，目前也正处于发展新兴之时，但其中也还存在很多技术问题，需要解决不同种类能源之间高效配合的机制。在储能方面，目前还是以磷酸铁锂为主，主要是出于能量密度与成本的综合考量，未来液流电池、钠电池等新型储能技术在成本下降后，也将在多能互补领域发光发热。[1] 陈正曦,余轶,梁才浩等.全球能源互联网框架下的清洁能源多能互补协同开发[J].全球能源互联网,2023,6(02):126-138.DOI:10.19705/j.cnki.issn2096-5125.2023.02.004.[2]刘述波,杨斌,仲春林等.基于多能互补的储能系统需求响应策略研究[J].自动化技术与应用,2023,42(11):137-141.DOI:10.20033/j.1003-7241.(2023)11-0137-05[3]啸宇. 探访世界首个多能互补示范项目[N].西宁晚报,2023-09-14(A02).DOI:10.28899/n.cnki.nxnwb.2023.002414.[4] 李建林, 王剑波, 葛乐, 袁晓冬, 周京华, 李春来. 多能互补示范项目建设运行的启示[J]. 湖北电力, 2019, 43 (03): 49-56.[5]康俊杰,赵春阳,周国鹏等.风光水火储多能互补示范项目发展现状及实施路径研究[J].发电技术,2023,44(03):407-416.
