CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：6月12日，2023中國(guó)國(guó)際光熱大會(huì)暨CSPPLAZA第十屆年會(huì)在浙江杭州盛大召開(kāi)，電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院高級(jí)顧問(wèn)孫銳出席會(huì)議并作主題為《光熱發(fā)電在新能源基地中的功能和設(shè)計(jì)要點(diǎn)及開(kāi)發(fā)方式探討》的報(bào)告，重點(diǎn)探討了光熱發(fā)電在新能源基地中的設(shè)計(jì)要點(diǎn)及開(kāi)發(fā)方式。

圖：孫銳

孫銳指出，今年3月20日，國(guó)家能源局綜合司發(fā)布了28號(hào)文，文中明確提出了在“十四五”期間爭(zhēng)取每年開(kāi)工300萬(wàn)千瓦，這標(biāo)志著我國(guó)光熱發(fā)電進(jìn)入了規(guī)?；l(fā)展的新階段。要落實(shí)這樣的發(fā)展目標(biāo)，使光熱發(fā)電更好地發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，需要改變光熱發(fā)電項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)模式并建立電價(jià)傳導(dǎo)機(jī)制。目前正在開(kāi)展新能源基地的建設(shè)中包含29個(gè)光熱發(fā)電項(xiàng)目，總裝機(jī)容量達(dá)到3.3GW，基本上沿用了多能互補(bǔ)一體化項(xiàng)目的模式，將新能源基地分解為若干個(gè)多能互補(bǔ)一體化建設(shè)項(xiàng)目。

孫銳認(rèn)為，在缺乏發(fā)光熱發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)傳導(dǎo)機(jī)制的情況下，采用光伏、風(fēng)電、光熱打捆多能互補(bǔ)一體化項(xiàng)目方式，通過(guò)光伏和風(fēng)電的利潤(rùn)空間來(lái)彌補(bǔ)光熱發(fā)電的虧損，對(duì)緩解光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的生存危機(jī)產(chǎn)生了積極作用，但也帶來(lái)一些新的問(wèn)題。

一體化項(xiàng)目中的光伏、風(fēng)電與儲(chǔ)能和光熱發(fā)電的容量配比，是根據(jù)目前的上網(wǎng)電價(jià)、按照滿(mǎn)足投資方的最低收益要求確定的，并沒(méi)有考慮新能源基地輸出的電力品質(zhì)要求。在多能互補(bǔ)一體化項(xiàng)目中，光熱發(fā)電按照當(dāng)?shù)厝济喊l(fā)電的基準(zhǔn)上網(wǎng)電價(jià)是虧損的，需要通過(guò)風(fēng)電和光伏發(fā)電的利潤(rùn)空間來(lái)彌補(bǔ)。因此，投資方為了達(dá)到合理的投資收益，只能大幅削減光熱發(fā)電的投資，聚光集熱系統(tǒng)的容量大幅度縮減，導(dǎo)致光熱發(fā)電機(jī)組的發(fā)電量和靈活調(diào)節(jié)功能大打折扣，喪失了長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)能的技術(shù)優(yōu)勢(shì)（很多光熱發(fā)電機(jī)組的年利用小時(shí)數(shù)僅為1300小時(shí)，扣除檢修25天后的全年日平均利用小時(shí)數(shù)僅3.8小時(shí)）?？梢灶A(yù)見(jiàn)，這些新能源基地投運(yùn)后，棄風(fēng)率和棄光率將顯著增高是難以避免的。

光熱發(fā)電在新能源基地中的功能

▋電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)與對(duì)策

根據(jù)相關(guān)的預(yù)測(cè)，要實(shí)現(xiàn)2060年碳中和的目標(biāo)，即時(shí)我國(guó)風(fēng)電和太陽(yáng)能發(fā)電的裝機(jī)容量占比要達(dá)到75%—80%，這給電力系統(tǒng)提出了巨大的挑戰(zhàn)。光伏發(fā)電和風(fēng)電的出力具有隨機(jī)性、波動(dòng)性和間歇性，隨著容量占比的不斷增大，電力系統(tǒng)供電的可靠性不斷下降；隨著火電裝機(jī)容量的下降，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量越來(lái)越小，對(duì)電力系統(tǒng)安全性的不利影響越來(lái)越大；具有同步發(fā)電機(jī)功率輸出特性的靈活調(diào)節(jié)電源容量占比不斷下降，系統(tǒng)的電力平衡難以保證。因此，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的任務(wù)十分艱巨。

為滿(mǎn)足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行和可靠供電的需要，儲(chǔ)能將會(huì)與電源、電網(wǎng)、負(fù)荷并列成為新型電力系統(tǒng)的第四個(gè)要素，具有同步發(fā)電機(jī)功率特性的低碳靈活調(diào)節(jié)電源將成為新型電力系統(tǒng)不可或缺的重要支撐。

圖：不同儲(chǔ)能方式

光熱發(fā)電集發(fā)電和儲(chǔ)能為一體，采用交流同步發(fā)電機(jī)，可以連續(xù)24小時(shí)發(fā)電，因此，它比其他儲(chǔ)能方式更具有技術(shù)優(yōu)勢(shì)。

▋光熱發(fā)電在系統(tǒng)中的功能定位

光熱發(fā)電在新能源基地中的功能定位如何？孫銳給出了以下回答：

新能源基地中若沒(méi)有生物質(zhì)發(fā)電，光熱發(fā)電則是唯一可以連續(xù)穩(wěn)定24小時(shí)發(fā)電的電源。它可以發(fā)揮調(diào)峰、調(diào)頻、提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和旋轉(zhuǎn)備用的功能。如果利用抽水蓄能或壓縮空氣儲(chǔ)能替代光熱發(fā)電的功能，則需要多臺(tái)相同容量機(jī)組接力運(yùn)行，其裝機(jī)容量是光熱發(fā)電的2-3倍，會(huì)顯著提高新能源基地的發(fā)電成本。

如上圖所示，其他儲(chǔ)能方式都需要經(jīng)過(guò)儲(chǔ)能過(guò)程和釋能過(guò)程的循環(huán)，單臺(tái)機(jī)組無(wú)法實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)發(fā)電。而光熱發(fā)電可以像燃煤發(fā)電機(jī)組那樣連續(xù)24小時(shí)發(fā)電，在新能源基地電力輸出缺乏時(shí)段，它可以滿(mǎn)出力運(yùn)行，其他時(shí)段可以將出力降至15%，持續(xù)提供轉(zhuǎn)動(dòng)慣量并作為旋轉(zhuǎn)備用，為系統(tǒng)提供可靠的電力支撐。另一方面，在極端氣象條件下，風(fēng)電和光伏發(fā)電受阻、儲(chǔ)能電站無(wú)能可儲(chǔ)的情況下，光熱發(fā)電機(jī)組可以利用天然氣發(fā)電，保證有一定功率的電力輸出，與建設(shè)天然氣發(fā)電機(jī)組相比，僅需要在光熱電站中增設(shè)天然氣加熱熔鹽系統(tǒng)，備用成本低。

光熱發(fā)電的設(shè)計(jì)要點(diǎn)和項(xiàng)目開(kāi)發(fā)方式

▋光熱發(fā)電的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

孫銳強(qiáng)調(diào)，光熱發(fā)電項(xiàng)目必須要根據(jù)新能源基地系統(tǒng)研究確定的功能定位和技術(shù)要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，主要有以下幾個(gè)要點(diǎn)：

1）按照連續(xù)24小時(shí)發(fā)電的功能要求，配置聚光集熱系統(tǒng)和儲(chǔ)熱系統(tǒng)的容量。有日照條件下機(jī)組的日利用小時(shí)數(shù)大小于10小時(shí)（5~6小時(shí)滿(mǎn)功率運(yùn)行，19~18小時(shí)低功率旋轉(zhuǎn)備用）;

2）光熱發(fā)電機(jī)組的年出力曲線要盡可能平緩；

3）宜設(shè)置電加熱系統(tǒng)，以便在無(wú)光、有風(fēng)的氣象條件下，利用風(fēng)電儲(chǔ)熱；在光伏棄光的情況下利用光伏儲(chǔ)熱；

4）當(dāng)新能源基地需要光熱電站在連續(xù)2天以上無(wú)光、無(wú)風(fēng)的極端氣象條件下仍要有一定的功率輸出，需要設(shè)置天然氣熔鹽加熱系統(tǒng)，使機(jī)組仍然可以提供電力。

▋光熱發(fā)電項(xiàng)目的開(kāi)發(fā)方式

孫銳表示，光熱電站的系統(tǒng)配置非常靈活，完全可以根據(jù)新能源基地對(duì)其功能要求進(jìn)行系統(tǒng)配置。然而，不同的系統(tǒng)配置對(duì)光熱發(fā)電機(jī)組性能和發(fā)電成本的影響很大。采用目前的多能互補(bǔ)一體化模式難以保證光熱發(fā)電發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢(shì)，新能源基地的電力輸出也難以滿(mǎn)足要求，因此需要對(duì)新能源基地的開(kāi)發(fā)方式進(jìn)行調(diào)整。具體辦法如下：

1）建立光熱發(fā)電上網(wǎng)電價(jià)的傳導(dǎo)機(jī)制是解決光熱發(fā)電高質(zhì)量發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，也是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)不可或缺的政策措施。

2）以上網(wǎng)電價(jià)為標(biāo)的、采用競(jìng)價(jià)招標(biāo)方式選擇電源開(kāi)發(fā)商是大勢(shì)所趨。對(duì)于新能源基地中的各種類(lèi)電源和儲(chǔ)能項(xiàng)目，在完成系統(tǒng)研究后，可以分類(lèi)別進(jìn)行競(jìng)價(jià)招標(biāo)。通過(guò)競(jìng)價(jià)招標(biāo)，確定上網(wǎng)電價(jià)和開(kāi)發(fā)商，是電源上網(wǎng)電價(jià)市場(chǎng)化改革的方向。

3）將峰谷分時(shí)銷(xiāo)售電價(jià)模式向上傳導(dǎo)至電源上網(wǎng)側(cè)，可有效激勵(lì)電源參與系統(tǒng)調(diào)峰，是電源上網(wǎng)電價(jià)反應(yīng)供求關(guān)系的最佳模式。