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4月26日，2024第十一屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會在內蒙古呼和浩特盛大召開，內蒙古恒瑞新能源有限責任公司總工程師司有華先生出席會議并作《提高光熱應用水平創造發展前景》的主題演講。

圖：司有華

2023年內(nei)蒙古自治區(qu)能源領域(yu)實(shi)現了“10個全(quan)國第(di)一”，內(nei)蒙古已經建成全(quan)國最大的新能源基地，但新型電力系統建設(she)明顯滯(zhi)后。北愛(ai)爾蘭電力傳輸運營商提出(chu)，對于一個獨立電網，非同步機滲透率最高為80%，否(fou)則由于系統慣量過低，嚴重(zhong)影響(xiang)系統頻(pin)率安全(quan)。

司有華表示，在此情況下(xia)，有必要通(tong)過擴(kuo)大光熱發電規(gui)模(mo)，探索出一條構建新(xin)型電力系統(tong)的有效路(lu)徑。

按照調峰機組優化設計光熱運行方式

司有(you)華分別從光(guang)熱(re)發(fa)電的優勢(shi)和光(guang)熱(re)運(yun)行方式的角(jiao)度出發(fa)，說明為何要按照調峰機(ji)組優化設計(ji)光(guang)熱(re)運(yun)行方式。

一、光熱發電的優勢

據(ju)司有(you)華介(jie)紹，光熱(re)發(fa)電具備調峰能力(li)強、調峰范圍廣、離(li)并網可操作性高(gao)、爬(pa)坡速(su)度(du)快(kuai)、應用時序性強的優(you)勢(shi)。

1、調峰(feng)能(neng)力(li)(li)強：光熱(re)發電(dian)(dian)屬于(yu)有(you)源儲能(neng)，儲能(neng)時長一般(ban)在10小(xiao)時左右，具有(you)較強的(de)日(ri)調節(jie)(jie)能(neng)力(li)(li)，光熱(re)發電(dian)(dian)與風(feng)電(dian)(dian)在季節(jie)(jie)上有(you)一定(ding)互補性，體(ti)現季節(jie)(jie)調節(jie)(jie)能(neng)力(li)(li)。風(feng)電(dian)(dian)呈現的(de)是(shi)冬大夏(xia)小(xiao)，太陽能(neng)一般(ban)是(shi)夏(xia)大冬小(xiao)。

2、調峰范(fan)圍廣(guang)：光熱發電機組(zu)(zu)最小技術出力為機組(zu)(zu)額(e)定容量的(de)5%，在(zai)機組(zu)(zu)額(e)定容量10%情況下可長時間連(lian)續穩定運(yun)行，遠低于火電靈活性改(gai)造后的(de)25%。

3、離(li)并網可(ke)(ke)操作性高：光熱與火電相比可(ke)(ke)以用更快(kuai)的速(su)度啟動并網發電，溫態(tai)啟動時間(jian)1小時左右，熱態(tai)啟動時間(jian)約20分鐘，必(bi)要時可(ke)(ke)以隨時離(li)線。

4、爬(pa)坡速度快(kuai)：火(huo)(huo)電(dian)機組(zu)的(de)(de)(de)爬(pa)坡速率(lv)一般為額定裝機容(rong)量的(de)(de)(de)2.5%/分鐘，光熱(re)機組(zu)的(de)(de)(de)爬(pa)坡速率(lv)最大(da)可達到額定裝機容(rong)量的(de)(de)(de)10%/分鐘，在系統發(fa)電(dian)功率(lv)的(de)(de)(de)調(diao)整能力上是(shi)火(huo)(huo)電(dian)的(de)(de)(de)4倍，也(ye)就是(shi)說光熱(re)發(fa)電(dian)在提供功率(lv)調(diao)整輔助服務時可以替代同等容(rong)量的(de)(de)(de)4臺火(huo)(huo)電(dian)機組(zu)。

5、應用時序性強(qiang)：光(guang)熱發電建設周期一(yi)般(ban)為2年(nian)，使用壽命最(zui)低35年(nian)。

二、光熱運行方式

司有(you)(you)華表示，光熱(re)有(you)(you)高效(xiao)運行(xing)、調峰運行(xing)兩中運行(xing)方(fang)式。

1、高效運行：

按(an)照“應發盡發”原則，使機(ji)組熱效率最(zui)高，經濟(ji)性(xing)最(zui)好(hao)，適合保障性(xing)并網項(xiang)目(mu)。光熱項(xiang)目(mu)設計時(shi)，主(zhu)要根據不同(tong)資(zi)源(yuan)條件，確定項(xiang)目(mu)鏡場面積、儲(chu)能規模和發電小時(shi)數(shu)。

司有(you)華表示，現(xian)在(zai)提及(ji)的(de)光(guang)熱示范項(xiang)目是按此(ci)方式運行的(de)。

2、調峰運行：

根據(ju)電(dian)(dian)力系統中“源-荷-儲”一體化(hua)運行(xing)結(jie)果(guo)進行(xing)調峰(feng)(feng)運行(xing)，實現給新(xin)能源調峰(feng)(feng)。光(guang)(guang)熱(re)(re)項目設計時(shi)需要結(jie)合(he)資源條件、調峰(feng)(feng)功率變化(hua)、運行(xing)效果(guo)進行(xing)仿真(zhen)評估(gu)確定光(guang)(guang)熱(re)(re)最終(zhong)發電(dian)(dian)小時(shi)數和光(guang)(guang)熱(re)(re)收益情況。

如上圖所示(shi)，早晚高(gao)峰時段光(guang)(guang)熱(re)滿功率運(yun)行(xing)，中午光(guang)(guang)伏最(zui)高(gao)功率運(yun)行(xing)時段，光(guang)(guang)熱(re)則以最(zui)低功率運(yun)行(xing)。

光熱替代火電發揮在線支撐作用

光熱如(ru)何代替火(huo)電發揮(hui)在線(xian)支撐作用？司有華做出如(ru)下(xia)回(hui)答(da)。

一、通過在線發揮對電力系統的作用

司有華表(biao)示(shi)，光熱發電(dian)具備(bei)和(he)火電(dian)相(xiang)同(tong)的(de)汽輪發電(dian)機組，可以為電(dian)力系統提供更好(hao)的(de)長周期調峰能力和(he)轉動(dong)慣量(liang)，需(xu)要通(tong)過長時間在線才能發揮對電(dian)力系統的(de)調峰、調頻作(zuo)用，保證電(dian)力系統安全穩(wen)定運行。

內蒙(meng)古烏(wu)拉特中旗光熱項目2023年發電小(xiao)時(shi)(shi)數達到3300小(xiao)時(shi)(shi)，初(chu)步具(ju)備(bei)作為(wei)調峰和基礎性電源(yuan)的潛力。

二、推動光熱項目降低單位千瓦投資

司有華介(jie)表示，光(guang)熱項目降(jiang)低單位千瓦投資的方式有以下兩種：

1、通(tong)過(guo)增加研發和應(ying)用費(fei)用，通(tong)過(guo)技術進步和迭代，實現投資降低。

光熱(re)(re)的發電(dian)小時(shi)數(shu)保持3300小時(shi)，光熱(re)(re)單(dan)位(wei)千瓦(wa)投資降(jiang)至14000元/千瓦(wa)時(shi)，光熱(re)(re)電(dian)價(jia)約為(wei)0.5元/千瓦(wa)時(shi)，若(ruo)參加(jia)蒙西現貨交(jiao)易，光熱(re)(re)發電(dian)就能實現獨立運行。

2、通過降(jiang)低(di)集熱場鏡場面積和儲能小(xiao)時數(shu)，按照(zhao)減配的方式降(jiang)低(di)投資。

按照現(xian)在技術(shu)，光熱發(fa)電小(xiao)時(shi)數(shu)約(yue)為1700小(xiao)時(shi)，光熱單位千瓦(wa)投資降至(zhi)14000元/千瓦(wa)時(shi)，此時(shi)電價約(yue)為0.9元/千瓦(wa)時(shi)，需(xu)要(yao)按照1：3的比例配(pei)置風電項目，才能實現(xian)經濟(ji)平衡。

如上圖，兩種方式對(dui)比來看，通過技(ji)術進步和迭(die)代(dai)保證光(guang)熱項目長時(shi)間在線運(yun)行，是實現光(guang)熱發(fa)電對(dui)火電替代(dai)的有(you)效路徑。

建立光熱發電保供機制

目前，內(nei)蒙古自治區(qu)在夏季和(he)冬季用電(dian)負荷(he)高峰時(shi)(shi)段與風電(dian)、光(guang)伏(fu)低出力以及供(gong)熱(re)機組發電(dian)受阻等(deng)因素相(xiang)互疊加時(shi)(shi)，經常出現缺電(dian)局面，需(xu)要采(cai)取保供(gong)措施。

根據實際運行(xing)情況看(kan)，在(zai)缺電時段由于(yu)沒有富余電力可(ke)供(gong)儲存，化學、抽水蓄能等儲能無(wu)法發揮調(diao)節和頂峰作(zuo)用，在(zai)火(huo)電不足以提(ti)供(gong)保證(zheng)容量時，就會(hui)出現限制用電。

光熱(re)發電(dian)的(de)(de)能量來自(zi)于兩部分(fen)，一部分(fen)是集熱(re)島提供(gong)的(de)(de)太陽能熱(re)，作(zuo)為主要發電(dian)熱(re)源，另外一部分(fen)是天然氣輔助系統，通過大容量燃(ran)氣熔融鹽加熱(re)鍋爐替代過去(qu)的(de)(de)化鹽鍋爐，在(zai)缺風(feng)少光的(de)(de)時段將天然氣輔助供(gong)熱(re)系統轉為主熱(re)源發電(dian)系統，保證(zheng)光熱(re)機組在(zai)任(ren)何需要的(de)(de)時候(hou)都能滿負荷運行，可替代火(huo)電(dian)作(zuo)為保供(gong)機組。

另(ling)外，司(si)有華表示，不使(shi)用天然氣(qi)輔(fu)助系統可以發電3000小時，若使(shi)用天然氣(qi)輔(fu)助系統則需(xu)(xu)發電3600小時，約有400~600小時需(xu)(xu)要用天然氣(qi)輔(fu)助發電。

儲熱型光熱電站市場化運行研究

據司有華介紹，光(guang)熱發(fa)電兼具調峰電源和儲能(neng)的(de)雙重功能(neng)：

1、光熱(re)具備和(he)火電(dian)(dian)相同的電(dian)(dian)網調節、支撐(cheng)能力；

2、熱配套長(chang)時儲能參與市(shi)場(chang)運行(xing)，調峰近似于(yu)火電的(de)增(zeng)減(jian)式運行(xing)，具備和(he)火電相(xiang)同的(de)調峰和(he)頂峰保(bao)證作用(yong)；

3、光(guang)熱屬于新能源發電品(pin)種(zhong)，具備綠電屬性。

司(si)有(you)華表示，由(you)于光(guang)熱(re)發電(dian)在國內外并(bing)網(wang)運(yun)(yun)行(xing)容量(liang)較小，目(mu)前沒(mei)有(you)光(guang)熱(re)發電(dian)參與(yu)電(dian)網(wang)調峰運(yun)(yun)行(xing)模(mo)式的案例；建議光(guang)熱(re)發電(dian)現階(jie)段暫時參照火電(dian)交(jiao)易進行(xing)規則優化后，參與(yu)電(dian)力市場(chang)交(jiao)易。

火電(dian)和新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的交易(yi)規則(ze)存在差異(yi)，火電(dian)沒有回(hui)收機(ji)(ji)制和補償(chang)機(ji)(ji)制；因為新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)在現貨交易(yi)中，凡是新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)大發時(shi)電(dian)價普遍較低，為保(bao)證新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)收益，設置了(le)補償(chang)機(ji)(ji)制和回(hui)收機(ji)(ji)制。目前，平價項目的補償(chang)機(ji)(ji)制按(an)(an)照(zhao)70%進(jin)行(xing)補償(chang)，回(hui)收機(ji)(ji)制按(an)(an)照(zhao)1.25倍(bei)，比如說0.31元，上限不可能(neng)(neng)(neng)超(chao)過0.31乘以1.25的區間。若光熱(re)按(an)(an)照(zhao)新(xin)(xin)能(neng)(neng)(neng)源(yuan)(yuan)(yuan)的交易(yi)規則(ze)，上限則(ze)會受到(dao)限制，因此(ci)建議光熱(re)參照(zhao)火電(dian)現貨市(shi)場交易(yi)規則(ze)。

另(ling)外，司(si)有華從發電(dian)(dian)小時(shi)數方面說明了(le)為什么(me)要給(gei)光熱發電(dian)(dian)爭取新能源發電(dian)(dian)政策。

光熱(re)發電自身擁有大規模的(de)熱(re)儲能(neng)，具(ju)備(bei)將低谷(gu)時段的(de)電力轉(zhuan)移到高峰(feng)時段的(de)能(neng)力，具(ju)備(bei)和火電相似的(de)調峰(feng)和頂峰(feng)保證作用。建(jian)議參照火電享受330元/千瓦/年的(de)容量電價(jia)補(bu)貼。

以巴彥淖爾市(shi)烏拉特后旗項目(mu)按當前交易價格參與調峰(feng)運行為例，發電(dian)(dian)小(xiao)時(shi)數(shu)應在2500～3100小(xiao)時(shi)，火電(dian)(dian)發電(dian)(dian)小(xiao)時(shi)數(shu)在4500～6000小(xiao)時(shi)，電(dian)(dian)化學儲能和抽水蓄能等儲能利用小(xiao)時(shi)數(shu)在1300小(xiao)時(shi)左右，光熱發電(dian)(dian)小(xiao)時(shi)數(shu)是火電(dian)(dian)的(de)一半，是儲能的(de)兩倍。

在參(can)與電(dian)(dian)(dian)力(li)市(shi)場(chang)現(xian)(xian)貨(huo)交(jiao)(jiao)易時(shi)，要(yao)求火電(dian)(dian)(dian)中長(chang)期簽(qian)約(yue)比例為90%，儲(chu)能(neng)可以不進(jin)(jin)行中長(chang)期簽(qian)約(yue)，全部(bu)進(jin)(jin)行現(xian)(xian)貨(huo)交(jiao)(jiao)易，光(guang)(guang)熱(re)發電(dian)(dian)(dian)小時(shi)數介于儲(chu)能(neng)和火電(dian)(dian)(dian)之間，因此光(guang)(guang)熱(re)在參(can)與電(dian)(dian)(dian)力(li)市(shi)場(chang)現(xian)(xian)貨(huo)交(jiao)(jiao)易時(shi)，建(jian)(jian)議中長(chang)期簽(qian)約(yue)比例降低至40%；同時(shi)光(guang)(guang)熱(re)屬(shu)于新(xin)能(neng)源發電(dian)(dian)(dian)項目，建(jian)(jian)議光(guang)(guang)熱(re)項目不承(cheng)擔市(shi)場(chang)調節類費用(yong)。

前面提及建議光(guang)(guang)熱(re)參照火(huo)(huo)電現貨市場交(jiao)易規則，火(huo)(huo)電要給(gei)新能源補(bu)(bu)償(chang)，新能源現貨交(jiao)易時基本接近0.1元。按(an)(an)照長期的(de)0.7倍約為0.23元，中間(jian)的(de)差(cha)價由火(huo)(huo)電進行補(bu)(bu)償(chang)，按(an)(an)照去年的(de)補(bu)(bu)償(chang)機(ji)制，火(huo)(huo)電現貨交(jiao)易結算價后，需要拿出(chu)0.1元補(bu)(bu)給(gei)新能源。按(an)(an)照該補(bu)(bu)償(chang)機(ji)制，光(guang)(guang)熱(re)可能無法實現自負盈(ying)虧，因(yin)此建議光(guang)(guang)熱(re)項目不承(cheng)擔市場調節費用(yong)。

按照上述邊界條(tiao)件，光熱項目單位千(qian)瓦投資需下降至(zhi)16723元(yuan)/千(qian)瓦，光熱收(shou)益(yi)電價(jia)可(ke)達到0.5953元(yuan)/千(qian)瓦時，可(ke)達到投資企(qi)業項目內(nei)部收(shou)益(yi)率（稅前）5%的最低(di)收(shou)益(yi)要求(qiu)，可(ke)以參與內(nei)蒙古電力市場(chang)現貨交易(yi)獨立運(yun)行。

2024第十(shi)一屆中國(guo)國(guo)際光熱(re)大(da)(da)會(hui)暨CSPPLAZA年會(hui)4月25-26日在(zai)內蒙古呼和(he)浩(hao)特香格里(li)拉大(da)(da)酒店盛大(da)(da)召開，大(da)(da)會(hui)由CSPPLAZA光熱(re)發(fa)電平臺聯合常州龍騰光熱(re)科(ke)技股份有(you)限公(gong)司共同主辦，大(da)(da)會(hui)主題為“在(zai)多變的形勢下實(shi)現規(gui)模化發(fa)展”，共有(you)來(lai)自海內外約(yue)800名代表出(chu)席本屆大(da)(da)會(hui)。