“双碳”目标下，我国的水电、风电、光电发展迅速，但弃风、弃光问题十分突出。水风光互补系统通过发挥水轮机组的快速调节能力与梯级水库的长周期储能功效，对冲风光波动性和随机性，从而有效消减弃风、弃光，形成优质稳定的电源。但是水风光互补改变了梯级水电站群原有的功能与定位，显著增加了水-能耦合系统的维度与不确定性，水资源综合利用与风光消纳矛盾突出，国内外尚无成熟的水风光互补调度与装机容量配置技术。项目依托20余项国家项目与重大工程课题，聚焦“预报-调度-装机”核心问题，发明了水风光互补调度与全生命周期装机容量配置一体化关键技术体系，创新如下：

(1) 针对随机波动性风光与灵活性水电难以有效融合、水风光功率难以精准预报的问题，发明了考虑水电站可调特征的水风光功率联合预报技术，实现了“1+1+1<3”的误差消减。

(2) 针对风光消纳与流域水资源管理难以协调、长短期调度难以耦合的问题，发明了长短期协同的水风光互补调度新技术，实现了水风光互补调度“1+1+1>3”的效能提升。

(3) 针对互补系统装机容量配置与调度运行脱节、成本效益难以准确估计的问题，发明了嵌套互补调度的全生命周期装机容量配置新技术，实现了水风光装机容量的高效配置。

应用于黄河上游、雅砻江、乌江、郁江、尼洋河等水风光互补系统，近五年累计增发电量24.53亿千瓦时，折合标准煤98.12万吨、相当于减少二氧化碳排放243.83万吨，直接经济效益5.7亿元，社会经济与环境效益显著。

图1 项目研究框架

图2  水风光互补系统总功率联合预报

图3 风光捆绑与水电扩机最优容量解析函数