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CSPPLAZA光熱發電網訊：6月12日，2023中(zhong)(zhong)國國際(ji)光熱大(da)會(hui)暨(ji)CSPPLAZA第十屆(jie)年(nian)會(hui)在浙江杭州盛大(da)召開(kai)，電力規劃(hua)設計(ji)(ji)總(zong)院高級顧問孫銳出(chu)席會(hui)議并作主題為《光熱發電在新能源基地中(zhong)(zhong)的(de)(de)功(gong)能和設計(ji)(ji)要(yao)點及(ji)開(kai)發方式探討》的(de)(de)報(bao)告，重點探討了光熱發電在新能源基地中(zhong)(zhong)的(de)(de)設計(ji)(ji)要(yao)點及(ji)開(kai)發方式。

圖：孫銳

孫銳(rui)指出，今年(nian)3月20日，國(guo)家能(neng)源(yuan)局(ju)綜合(he)司發(fa)(fa)布(bu)了(le)28號文，文中明確提出了(le)在“十(shi)四五”期間爭取(qu)每年(nian)開工(gong)300萬千瓦，這標(biao)志著(zhu)我國(guo)光熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)進入(ru)了(le)規模化(hua)(hua)發(fa)(fa)展(zhan)的新(xin)階段。要落實這樣的發(fa)(fa)展(zhan)目(mu)標(biao)，使(shi)光熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)更好(hao)地(di)發(fa)(fa)揮(hui)其(qi)技(ji)術優(you)勢，需要改(gai)變光熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)項(xiang)(xiang)目(mu)的開發(fa)(fa)模式(shi)并建立電(dian)價傳(chuan)導機(ji)制。目(mu)前正在開展(zhan)新(xin)能(neng)源(yuan)基地(di)的建設中包含(han)29個(ge)光熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)項(xiang)(xiang)目(mu)，總裝機(ji)容量(liang)達(da)到(dao)3.3GW，基本上沿用了(le)多能(neng)互補(bu)一體(ti)化(hua)(hua)項(xiang)(xiang)目(mu)的模式(shi)，將新(xin)能(neng)源(yuan)基地(di)分解為若干個(ge)多能(neng)互補(bu)一體(ti)化(hua)(hua)建設項(xiang)(xiang)目(mu)。

孫銳(rui)認(ren)為，在(zai)缺乏(fa)發光(guang)熱(re)(re)發電(dian)(dian)上網電(dian)(dian)價傳導機制的情況下(xia)，采(cai)用(yong)光(guang)伏、風電(dian)(dian)、光(guang)熱(re)(re)打(da)捆多(duo)能互補(bu)一(yi)體(ti)化項目方式，通過光(guang)伏和風電(dian)(dian)的利(li)潤空間來彌(mi)補(bu)光(guang)熱(re)(re)發電(dian)(dian)的虧損，對緩解(jie)光(guang)熱(re)(re)發電(dian)(dian)產業(ye)鏈(lian)的生存危(wei)機產生了積極作(zuo)用(yong)，但也帶來一(yi)些新的問題。

一體化項(xiang)目中(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)光(guang)(guang)伏、風(feng)電與儲(chu)能(neng)(neng)和光(guang)(guang)熱發(fa)(fa)電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)容量配比，是根據(ju)目前的(de)(de)(de)(de)(de)(de)上(shang)網電價、按(an)照滿足投資方的(de)(de)(de)(de)(de)(de)最低收益(yi)要求(qiu)確定的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，并沒有考慮新能(neng)(neng)源基(ji)地輸出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)電力品質要求(qiu)。在多能(neng)(neng)互(hu)補(bu)一體化項(xiang)目中(zhong)，光(guang)(guang)熱發(fa)(fa)電按(an)照當(dang)地燃煤發(fa)(fa)電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)基(ji)準上(shang)網電價是虧(kui)損的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，需要通過風(feng)電和光(guang)(guang)伏發(fa)(fa)電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)利潤(run)空(kong)間(jian)來彌補(bu)。因此，投資方為了(le)(le)達(da)到合理(li)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)投資收益(yi)，只能(neng)(neng)大(da)幅削減光(guang)(guang)熱發(fa)(fa)電的(de)(de)(de)(de)(de)(de)投資，聚光(guang)(guang)集熱系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)容量大(da)幅度縮減，導致光(guang)(guang)熱發(fa)(fa)電機(ji)組的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發(fa)(fa)電量和靈(ling)活調節(jie)功能(neng)(neng)大(da)打折扣(kou)，喪失了(le)(le)長(chang)時(shi)(shi)儲(chu)能(neng)(neng)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)技術優勢（很多光(guang)(guang)熱發(fa)(fa)電機(ji)組的(de)(de)(de)(de)(de)(de)年利用小時(shi)(shi)數(shu)僅為1300小時(shi)(shi)，扣(kou)除檢(jian)修25天后(hou)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)全年日平均利用小時(shi)(shi)數(shu)僅3.8小時(shi)(shi)）。可以(yi)預見，這(zhe)些(xie)新能(neng)(neng)源基(ji)地投運后(hou)，棄風(feng)率和棄光(guang)(guang)率將顯著增高是難以(yi)避免的(de)(de)(de)(de)(de)(de)。

光熱發電在新能源基地中的功能

▋電力系統面臨的挑戰與對策

根(gen)據相關的(de)(de)預測，要實(shi)現2060年碳中和的(de)(de)目標，即時我國(guo)風電(dian)(dian)(dian)(dian)和太陽能發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)裝機(ji)(ji)容量(liang)占比(bi)要達到75%—80%，這(zhe)給電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)提(ti)出(chu)(chu)了巨大(da)的(de)(de)挑(tiao)戰。光伏發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)和風電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)出(chu)(chu)力(li)具(ju)有隨(sui)機(ji)(ji)性(xing)、波(bo)動性(xing)和間歇性(xing)，隨(sui)著(zhu)容量(liang)占比(bi)的(de)(de)不斷增大(da)，電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)供電(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)可靠(kao)性(xing)不斷下降(jiang)；隨(sui)著(zhu)火電(dian)(dian)(dian)(dian)裝機(ji)(ji)容量(liang)的(de)(de)下降(jiang)，系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)轉動慣量(liang)越(yue)來(lai)越(yue)小，對電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)安(an)全性(xing)的(de)(de)不利影(ying)響越(yue)來(lai)越(yue)大(da)；具(ju)有同步(bu)發(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機(ji)(ji)功(gong)率輸(shu)出(chu)(chu)特性(xing)的(de)(de)靈活(huo)調(diao)節電(dian)(dian)(dian)(dian)源容量(liang)占比(bi)不斷下降(jiang)，系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)平衡難以保證(zheng)。因此，構建新(xin)型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)任(ren)務十分艱巨。

為(wei)(wei)滿足電(dian)(dian)力系統(tong)安全穩定運行(xing)和可靠供電(dian)(dian)的需要(yao)，儲(chu)能(neng)將會與電(dian)(dian)源、電(dian)(dian)網、負荷并列成為(wei)(wei)新型電(dian)(dian)力系統(tong)的第四個要(yao)素，具有同步(bu)發電(dian)(dian)機(ji)功率特(te)性的低(di)碳靈活調節電(dian)(dian)源將成為(wei)(wei)新型電(dian)(dian)力系統(tong)不(bu)可或(huo)缺的重(zhong)要(yao)支(zhi)撐。

圖：不同儲能方式

光(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)集發(fa)電(dian)(dian)和儲(chu)能為一體，采用交(jiao)流同(tong)步發(fa)電(dian)(dian)機，可(ke)以(yi)連(lian)續24小時發(fa)電(dian)(dian)，因(yin)此，它比其他儲(chu)能方式更具有技術優(you)勢。

▋光熱發電在系統中的功能定位

光熱(re)發(fa)電(dian)在新能源基地(di)中的功能定位如何？孫銳(rui)給(gei)出了(le)以(yi)下回答：

新能(neng)源基地(di)(di)中若沒有(you)生物質發(fa)(fa)(fa)電(dian)，光熱發(fa)(fa)(fa)電(dian)則(ze)是唯一可(ke)以連續穩定24小時發(fa)(fa)(fa)電(dian)的電(dian)源。它可(ke)以發(fa)(fa)(fa)揮調峰、調頻、提供轉(zhuan)動慣(guan)量和旋轉(zhuan)備用的功能(neng)。如(ru)果利用抽(chou)水蓄能(neng)或壓縮空氣儲能(neng)替代光熱發(fa)(fa)(fa)電(dian)的功能(neng)，則(ze)需要(yao)多臺相同(tong)容量機組接力運行，其(qi)裝(zhuang)機容量是光熱發(fa)(fa)(fa)電(dian)的2-3倍，會顯著提高新能(neng)源基地(di)(di)的發(fa)(fa)(fa)電(dian)成本。

如上圖所示，其他儲能方式都需要經過儲能過程和釋能過程的循環，單臺機組無(wu)法實現24小時(shi)連續(xu)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)。而光熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)可(ke)以(yi)像(xiang)燃煤發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機組那(nei)樣連續(xu)24小時(shi)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)，在(zai)新能源基地電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)輸(shu)出(chu)(chu)缺乏時(shi)段，它可(ke)以(yi)滿(man)出(chu)(chu)力(li)運行(xing)，其他時(shi)段可(ke)以(yi)將出(chu)(chu)力(li)降至15%，持(chi)續(xu)提供轉動慣量并作為旋轉備用(yong)，為系(xi)統提供可(ke)靠的電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)支撐。另一方面，在(zai)極端氣象(xiang)條件下，風電(dian)(dian)(dian)(dian)和光伏(fu)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)受(shou)阻、儲能電(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)無(wu)能可(ke)儲的情況下，光熱(re)發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機組可(ke)以(yi)利(li)用(yong)天然(ran)氣發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)，保證有一定(ding)功率(lv)的電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)輸(shu)出(chu)(chu)，與建(jian)設天然(ran)氣發(fa)(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)機組相比，僅需要在(zai)光熱(re)電(dian)(dian)(dian)(dian)站(zhan)中增設天然(ran)氣加熱(re)熔鹽系(xi)統，備用(yong)成本低。

光熱發電的設計要點和項目開發方式

▋光熱發電的設計要點

孫銳強調(diao)，光(guang)熱發電項(xiang)目必須要根據新能(neng)源基地(di)系統研究確定的(de)功(gong)能(neng)定位和技(ji)術要求進(jin)行設(she)計，主要有以下幾個(ge)要點：

1）按照(zhao)(zhao)連續24小(xiao)(xiao)時(shi)發(fa)電(dian)的(de)功(gong)能要求(qiu)，配置聚光集熱系統和儲熱系統的(de)容量(liang)。有日照(zhao)(zhao)條件下機組(zu)的(de)日利用小(xiao)(xiao)時(shi)數(shu)大小(xiao)(xiao)于10小(xiao)(xiao)時(shi)（5~6小(xiao)(xiao)時(shi)滿功(gong)率運行(xing)，19~18小(xiao)(xiao)時(shi)低功(gong)率旋轉(zhuan)備用）;

2）光(guang)熱(re)發電機(ji)組的(de)年出(chu)力曲線(xian)要盡可能(neng)平(ping)緩；

3）宜設置(zhi)電(dian)加熱(re)系(xi)統(tong)，以便(bian)在(zai)無光、有(you)風(feng)的氣象條件下，利用風(feng)電(dian)儲(chu)熱(re)；在(zai)光伏棄光的情況下利用光伏儲(chu)熱(re)；

4）當新能源基地需(xu)要光(guang)熱電(dian)站在連(lian)續2天以(yi)上無(wu)光(guang)、無(wu)風的極端氣(qi)象(xiang)條(tiao)件下仍(reng)要有一定的功率輸出，需(xu)要設置天然氣(qi)熔鹽加熱系統，使機組仍(reng)然可以(yi)提供電(dian)力。

▋光熱發電項目的開發方式

孫銳表(biao)示(shi)，光(guang)(guang)(guang)熱(re)電(dian)站的(de)(de)系(xi)統配置非常(chang)靈活(huo)，完全可以根據新能(neng)(neng)源基地(di)對其(qi)功能(neng)(neng)要(yao)求進行系(xi)統配置。然(ran)而，不(bu)同的(de)(de)系(xi)統配置對光(guang)(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)電(dian)機組性能(neng)(neng)和(he)發(fa)(fa)電(dian)成本的(de)(de)影響很大。采用目前的(de)(de)多能(neng)(neng)互補一體(ti)化模式難以保證光(guang)(guang)(guang)熱(re)發(fa)(fa)電(dian)發(fa)(fa)揮其(qi)技術優勢，新能(neng)(neng)源基地(di)的(de)(de)電(dian)力輸出(chu)也難以滿足要(yao)求，因此(ci)需要(yao)對新能(neng)(neng)源基地(di)的(de)(de)開發(fa)(fa)方式進行調整。具體(ti)辦法如(ru)下：

1）建(jian)立光熱發(fa)電(dian)(dian)上網電(dian)(dian)價的(de)傳導機制是解(jie)決光熱發(fa)電(dian)(dian)高質量發(fa)展的(de)當(dang)務之(zhi)急，也是構建(jian)新型電(dian)(dian)力系統不可(ke)或缺的(de)政策措施。

2）以上網電(dian)(dian)價(jia)(jia)為標的、采(cai)用競價(jia)(jia)招標方式選擇電(dian)(dian)源開發商是(shi)大勢所趨(qu)。對(dui)于新能源基地中的各種類電(dian)(dian)源和儲能項目(mu)，在完成系(xi)統(tong)研究后，可以分類別進行競價(jia)(jia)招標。通過競價(jia)(jia)招標，確定上網電(dian)(dian)價(jia)(jia)和開發商，是(shi)電(dian)(dian)源上網電(dian)(dian)價(jia)(jia)市(shi)場化改(gai)革的方向。

3）將峰谷分時銷售電(dian)價模(mo)式向上(shang)傳(chuan)導至電(dian)源(yuan)上(shang)網側，可有(you)效激勵電(dian)源(yuan)參與系(xi)統調(diao)峰，是(shi)電(dian)源(yuan)上(shang)網電(dian)價反應(ying)供(gong)求關系(xi)的(de)最佳模(mo)式。