国家重点研发计划 “工程科学与综合交叉” 重点专项青年科学家项目 “太阳能与生物质能耦合的可再生分布式能源系统设计理论和调控方法”由重庆大学牵头，联合中国科学院电工研究所、东方电气东方锅炉有限公司共同承担。项目负责人重庆大学夏奡教授。
项目针对工业园区综合能源系统在多品位能源耦合系统优化设计、多能质主动调控方面的切实需要，以“机制揭示-技术突破-示范验证”为主线，通过理论和技术创新，攻克系统设计理论与主动调控方法方面的难题，为可再生分布式能源技术的发展提供理论与技术支撑。通过本项目的实施，将形成具有自主知识产权的可再生分布式能源系统技术，建成可再生能源利用领域高水平研发队伍，推动工程领域多学科交叉融合发展。
2025年4月11日，项目启动会在重庆召开
2025年，项目在聚光太阳能与碳氢燃料耦合机理与协同转化、热电气综合能源系统变工况耦合原理与动态设计、高比例光伏-光热分布式能源系统源网储荷主动调控、分布式能源系统集成与应用验证方面开展研究，取得以下主要成果：
1）在聚光太阳能与碳氢燃料耦合机理与协同转化方面，提出了菲涅尔镜场聚光性能计算方法、生物碳氢燃料制备及燃烧机理高效简化方法。针对聚光太阳能驱动生物质水热反应系统，构建了菲涅尔镜场聚光性能计算方法，明确了集热管及光伏电池的布置方案和选型依据，探索了生物质催化水热水解特性。针对可再生电力间歇性和波动性的特点，开展了电驱动策略对厌氧电发酵性能影响特性研究，揭示了连续流厌氧电发酵的底物降解及燃气生成规律，提出了具有快充缓释性能的高效厌氧发酵电极制备方法。针对生物碳氢燃料品质多变的特点，提出基于数据驱动的化学反应机理简化方法，为系统设计与运维提供了高效的燃烧动力学模型支撑。
2）在热电气综合能源系统变工况耦合原理与动态设计方面，完成了系统动态特性仿真分析平台的开发。为了揭示分布式能源系统的动态特性，以功能设备为基本单元，构建了具有标准接口的设备模型库，并开发了分布式能源系统可视化建模仿真平台，分析了典型分布式能源系统的动态响应，获得影响系统性能的关键参数。针对分布式能源系统负荷变化频繁、传统静态设计方法难以考虑过渡过程性能的问题，提出基于动态模型的系统优化设计方法，为高比例可再生能源分布式能源系统设计提供了方法和工具支撑。分析了系统内关键设备的动态响应特性。针对某园区冷热电负荷进行了模拟，并采用主客观综合评价方法对典型供能方案的综合性能指标进行了分析。针对分布式能源系统负荷变化频繁、传统静态设计方法难以考虑过渡过程系统性能的问题，显著提升了系统动态运行的综合性能，为热电气综合能源系统变工况模拟仿真提供前期基础。
3）在分布式能源系统源网储荷主动调控方面，构建了面向系统运维在线优化的生物质与太阳能耦合的分布式能源系统数字孪生体。针对分布式能源系统性能多变的特点，为了及时精确掌握系统的性能，提出了机理与数据融合的数字孪生模型构建及自演进方法，为主动调控提供了模型支撑。为了应对源荷的快速大幅扰动，提出了基于模型预测、多能协同的主动调控策略，并针对性开发了高比例可再生能源分布式应用系统的数字孪生体，为系统主动调控提供技术支撑。
4）在分布式能源系统集成与应用验证方面，深入四川、安徽、宁夏等典型区域开展市场调研，系统梳理了国家及地方政策环境、太阳能与生物质资源匹配度及全生命周期经济性指标，通过企业负荷曲线分析与减排目标评估，验证了本技术在降低用能成本与环保合规方面的市场潜力。推动意向工业园区开展省级零碳试点申报以及项目规划设计工作，为后续关键技术攻关与示范工程推进提供了坚实支撑。
特别说明：
本文来源于《中国太阳能热发电行业蓝皮书2025》。
引用或转载请注明来源：太阳能光热产业技术创新战略联盟，中国可再生能源学会太阳能热发电专业委员会．中国太阳能热发电行业蓝皮书（2025）[J]. 电工电能新技术，2026，45(2)：1-45．
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