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核心觀點

德(de)令(ling)哈塔式(shi)光熱電(dian)站發電(dian)量(liang)率先(xian)超(chao)過年度設計發電(dian)量(liang)，首先(xian)驗證了(le)塔式(shi)光熱發電(dian)項目可(ke)以在我(wo)國西北高海拔、低溫、多風沙(sha)的(de)惡(e)劣環境下建(jian)成(cheng)并成(cheng)功運(yun)(yun)行。其次，電(dian)站的(de)運(yun)(yun)行數據(ju)說明(ming)，我(wo)國自主研(yan)發的(de)塔式(shi)光熱發電(dian)技術已(yi)經成(cheng)熟，所采用的(de)國產(chan)化(hua)聚(ju)光集熱系統(tong)和儲換熱系統(tong)等核心(xin)設備也是可(ke)靠的(de)。

7月5日(ri)，浙江可(ke)勝(sheng)技術(shu)股份有(you)限公司（以下簡稱“可(ke)勝(sheng)技術(shu)”）建設(she)的(de)(de)青海中(zhong)控德令哈50MW塔(ta)式(shi)(shi)熔鹽(yan)光(guang)熱(re)電(dian)站（以下簡稱“德令哈光(guang)熱(re)電(dian)站”）11個(ge)月發(fa)(fa)電(dian)量達到1.46億千瓦時，成為全國首(shou)個(ge)年發(fa)(fa)電(dian)量完全達到設(she)計水平的(de)(de)光(guang)熱(re)電(dian)站。根據預測，到8月5日(ri)，整個(ge)運行年度(du)的(de)(de)發(fa)(fa)電(dian)量有(you)望達到近1.6億千瓦時，將(jiang)成為全球范(fan)圍內第一(yi)個(ge)超出年度(du)設(she)計發(fa)(fa)電(dian)量10%的(de)(de)塔(ta)式(shi)(shi)熔鹽(yan)儲能光(guang)熱(re)電(dian)站。

德令哈光熱電站為何能優異運行？項目(mu)中有(you)哪(na)些經驗值得分享？該(gai)項目(mu)的技術(shu)應用對我國(guo)光熱行業的發(fa)展又(you)將產生哪(na)些影響？圍繞(rao)上(shang)述問題，記者采訪了可勝技術(shu)董事長(chang)兼總工程師(shi)金建祥(xiang)。

快速達產的獨到之處在于技術

談及德(de)令哈光(guang)(guang)熱(re)(re)電站(zhan)如何做(zuo)到快(kuai)速達產，金建祥(xiang)介紹，關鍵是技(ji)術(shu)因素，主要(yao)包括聚(ju)光(guang)(guang)集熱(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)(tong)、儲換熱(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)(tong)、汽輪發(fa)電系(xi)(xi)統(tong)(tong)等(deng)各個系(xi)(xi)統(tong)(tong)的(de)(de)設(she)(she)計(ji)(ji)匹(pi)配(pei)度，設(she)(she)備(bei)(bei)性(xing)能，設(she)(she)備(bei)(bei)可(ke)靠性(xing)，運行優化水平等(deng)多方面。以系(xi)(xi)統(tong)(tong)設(she)(she)計(ji)(ji)為例，光(guang)(guang)熱(re)(re)電站(zhan)的(de)(de)聚(ju)光(guang)(guang)集熱(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)(tong)、儲換熱(re)(re)系(xi)(xi)統(tong)(tong)和發(fa)電系(xi)(xi)統(tong)(tong)之間的(de)(de)集成是一項挑戰，不僅要(yao)做(zuo)好各系(xi)(xi)統(tong)(tong)之間參(can)數匹(pi)配(pei)，還有(you)做(zuo)好設(she)(she)備(bei)(bei)之間接口(kou)的(de)(de)合(he)理(li)設(she)(she)計(ji)(ji)，確保設(she)(she)計(ji)(ji)方案符合(he)光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)電的(de)(de)特點及運行模(mo)式。

“我們通(tong)過自主研發(fa)(fa)(fa)的(de)塔式(shi)熔鹽光(guang)(guang)熱(re)電(dian)站(zhan)設(she)(she)計軟件，并結(jie)合已(yi)建成運行的(de)德令哈10MW電(dian)站(zhan)的(de)運行數(shu)據，實現了電(dian)站(zhan)聚(ju)(ju)光(guang)(guang)集熱(re)、儲換(huan)熱(re)和發(fa)(fa)(fa)電(dian)等多個系(xi)統(tong)的(de)優(you)化設(she)(she)計，以及(ji)各系(xi)統(tong)相互間(jian)的(de)優(you)化配置(zhi)，有效提高(gao)了整(zheng)個系(xi)統(tong)的(de)運行效率。”金建祥表示(shi)，對塔式(shi)光(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)系(xi)統(tong)而言，聚(ju)(ju)光(guang)(guang)集熱(re)系(xi)統(tong)的(de)性能是決定電(dian)站(zhan)運行表現的(de)最關鍵因素，而聚(ju)(ju)光(guang)(guang)精度直接決定著聚(ju)(ju)光(guang)(guang)集熱(re)系(xi)統(tong)的(de)效率，進而影響光(guang)(guang)熱(re)電(dian)站(zhan)的(de)效率及(ji)發(fa)(fa)(fa)電(dian)量。

如何(he)提高聚(ju)光精度(du)？金建祥(xiang)介(jie)紹，首先(xian)從(cong)定(ding)日鏡(jing)(jing)的(de)機(ji)械結構設計與加工制(zhi)造(zao)入手，保(bao)證定(ding)日鏡(jing)(jing)的(de)機(ji)械精度(du)；同時，鏡(jing)(jing)場的(de)定(ding)期(qi)校(xiao)(xiao)正(zheng)對保(bao)證聚(ju)光精度(du)也非常重要，采用機(ji)器視覺的(de)自(zi)動校(xiao)(xiao)正(zheng)方案，校(xiao)(xiao)正(zheng)效率比傳統的(de)白(bai)板(ban)校(xiao)(xiao)正(zheng)方案提高25倍，不(bu)僅(jin)大幅降低校(xiao)(xiao)正(zheng)時間，更重要的(de)是可(ke)以保(bao)證定(ding)日鏡(jing)(jing)的(de)精度(du)在全(quan)生(sheng)命(ming)周(zhou)期(qi)內(nei)始終維持在最佳水平。

“依托自主研(yan)發(fa)(fa)的鏡(jing)場(chang)控制系統(tong)(tong)，可實現大(da)規模(mo)定日鏡(jing)場(chang)的集(ji)(ji)群控制，并與吸(xi)熱(re)(re)器(qi)控制系統(tong)(tong)深度耦合，在保(bao)證電(dian)站(zhan)(zhan)聚光(guang)(guang)(guang)集(ji)(ji)熱(re)(re)系統(tong)(tong)安(an)全穩定運行的同時，大(da)幅提升光(guang)(guang)(guang)資源(yuan)利用(yong)率(lv)，提升電(dian)站(zhan)(zhan)發(fa)(fa)電(dian)量水(shui)平(ping)。”金建(jian)祥介紹，目前，其在聚光(guang)(guang)(guang)集(ji)(ji)熱(re)(re)系統(tong)(tong)的能力與水(shui)平(ping)得到了行業的廣泛認可，牽頭了IEC國(guo)際標準(zhun)《太(tai)(tai)陽(yang)能光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)站(zhan)(zhan)鏡(jing)場(chang)控制系統(tong)(tong)》，并編(bian)制了《塔式太(tai)(tai)陽(yang)能光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)站(zhan)(zhan)集(ji)(ji)熱(re)(re)系統(tong)(tong)技術(shu)要求(qiu)》、《塔式太(tai)(tai)陽(yang)能光(guang)(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)站(zhan)(zhan)定日鏡(jing)技術(shu)要求(qiu)》兩項(xiang)國(guo)家標準(zhun)。

消除光熱電站爬坡慢痛點

目(mu)(mu)前，國(guo)際上已(yi)投(tou)運的(de)塔式光熱電站，自并(bing)網發(fa)(fa)電后往往有3-5年的(de)性能(neng)提升期。國(guo)內光熱發(fa)(fa)電技術較(jiao)國(guo)外起(qi)步較(jiao)晚，通過(guo)國(guo)家(jia)示范(fan)項(xiang)目(mu)(mu)的(de)建設，目(mu)(mu)前已(yi)有5座(zuo)大型塔式光熱電站并(bing)網發(fa)(fa)電，絕大多數(shu)處于消缺階段(duan)或性能(neng)快速提升期。

“我們從德(de)令(ling)哈光(guang)熱(re)電(dian)站(zhan)(zhan)中積累了豐富(fu)運(yun)行經驗，對于后續(xu)的(de)(de)塔式光(guang)熱(re)發(fa)電(dian)項(xiang)目有充(chong)分(fen)的(de)(de)信心，在18個月(yue)內即實現連(lian)續(xu)12個月(yue)累計(ji)(ji)發(fa)電(dian)量達到(dao)設計(ji)(ji)值的(de)(de)目標，從而改(gai)變光(guang)熱(re)電(dian)站(zhan)(zhan)學習期長、產能爬(pa)坡慢的(de)(de)痛點(dian)。”金(jin)建祥表示(shi)。

據了解，德令(ling)哈(ha)光(guang)熱項目運(yun)行(xing)優化(hua)的(de)(de)(de)關鍵(jian)點(dian)是，如(ru)何在有云(yun)(yun)天(tian)氣(qi)情況下(xia)，兼顧吸(xi)熱器的(de)(de)(de)安全穩(wen)定運(yun)行(xing)與提高(gao)(gao)光(guang)資源利用(yong)率。德令(ling)哈(ha)電(dian)站(zhan)場(chang)址一年(nian)有云(yun)(yun)天(tian)氣(qi)高(gao)(gao)達(da)200天(tian)以上(shang)，影(ying)響電(dian)站(zhan)的(de)(de)(de)發電(dian)量。“我們(men)自主研發的(de)(de)(de)高(gao)(gao)精(jing)(jing)度(du)(du)鏡場(chang)控(kong)制系統(tong)，可迅速對全鏡場(chang)能量進行(xing)調度(du)(du)，實現來云(yun)(yun)情況下(xia)吸(xi)熱器表(biao)(biao)面(mian)能量均勻分(fen)布(bu)，不(bu)發生表(biao)(biao)面(mian)溫度(du)(du)巨(ju)變(bian)，盡量避免關場(chang)、疏鹽(yan)，從而實現對光(guang)資源的(de)(de)(de)最大限度(du)(du)利用(yong)。”金(jin)建祥說，鏡場(chang)被云(yun)(yun)遮擋時，電(dian)站(zhan)需要根據云(yun)(yun)的(de)(de)(de)持(chi)續(xu)時間選擇最優的(de)(de)(de)運(yun)行(xing)策略(lve)，而核(he)心(xin)是對云(yun)(yun)的(de)(de)(de)運(yun)行(xing)趨勢進行(xing)精(jing)(jing)準的(de)(de)(de)預測。“為此，我們(men)自主研發了云(yun)(yun)預測系統(tong)，具備云(yun)(yun)識別(bie)和云(yun)(yun)運(yun)動跟蹤(zong)功能，通(tong)過(guo)與鏡場(chang)控(kong)制系統(tong)的(de)(de)(de)深(shen)度(du)(du)耦合，幫助操作人員選擇最佳運(yun)行(xing)策略(lve)，減少(shao)吸(xi)熱器的(de)(de)(de)啟停(ting)次(ci)數，提高(gao)(gao)光(guang)資源利用(yong)率。”

塔式光熱電站發展前景廣闊

據悉，目(mu)前，在光(guang)熱發(fa)電(dian)的(de)(de)幾(ji)種技(ji)術路(lu)線中(zhong)，已(yi)實現(xian)商業化的(de)(de)技(ji)術路(lu)線以塔(ta)式和槽(cao)式為主。我國已(yi)建成的(de)(de)大(da)型光(guang)熱電(dian)站(zhan)中(zhong)，塔(ta)式技(ji)術路(lu)線約(yue)占60%,槽(cao)式技(ji)術約(yue)占28%，線性菲(fei)涅(nie)爾技(ji)術約(yue)占12%。我國中(zhong)高(gao)緯(wei)度地區冬季太陽高(gao)度角(jiao)較小，槽(cao)式采用單軸(zhou)跟蹤(zong)形式，冬至的(de)(de)鏡場(chang)效率僅約(yue)為夏至的(de)(de)30%左(zuo)右。塔(ta)式的(de)(de)定日(ri)鏡采用雙(shuang)軸(zhou)跟蹤(zong)形式，可減少太陽高(gao)度角(jiao)變小帶來的(de)(de)余弦效率損失。

在(zai)(zai)金建(jian)祥(xiang)看來，德(de)令哈光(guang)熱電(dian)站投(tou)運以來，主要(yao)解決了冷鹽泵(beng)震動(dong)、吸熱屏堵管、汽輪機動(dong)靜摩擦等(deng)問題。對于塔式(shi)光(guang)熱電(dian)站整體而言，主要(yao)設(she)備(bei)已經不存在(zai)(zai)“卡脖子”的難題。下一步的目標是推動(dong)熔鹽泵(beng)、吸熱器材料等(deng)進口設(she)備(bei)材料的國產化，開展系(xi)統和(he)設(she)備(bei)優(you)化，提高系(xi)統效率，提升光(guang)熱發電(dian)的經濟性。

金建祥(xiang)認(ren)為，德令哈塔式光(guang)(guang)熱(re)(re)電站(zhan)發電量率(lv)先超過年度設計發電量，首(shou)先驗證了塔式光(guang)(guang)熱(re)(re)發電項目可(ke)以在我(wo)國(guo)西(xi)北(bei)高海(hai)拔、低溫、多風沙(sha)的(de)(de)惡劣環(huan)境下建成并成功運行。其次，電站(zhan)的(de)(de)運行數據說明我(wo)國(guo)自主研發的(de)(de)塔式光(guang)(guang)熱(re)(re)發電技術(shu)已經成熟，所采用的(de)(de)國(guo)產化聚光(guang)(guang)集熱(re)(re)系(xi)統和儲換熱(re)(re)系(xi)統等核心(xin)設備(bei)也(ye)是可(ke)靠(kao)的(de)(de)。