發(fā)布者:CSPPLAZA | 來(lái)源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 1評(píng)論 | 6357查看 | 2016-06-22 18:37:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道:電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副院長(zhǎng)孫銳日前出席2016中國(guó)國(guó)際光熱電站大會(huì)暨CSPPLAZA年會(huì),并就如何通過優(yōu)化工程設(shè)計(jì)方案,提高光熱發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性這一主題發(fā)表了專業(yè)演講,得到了廣大參會(huì)者的普遍認(rèn)可。
孫銳認(rèn)為,目前我國(guó)的光熱處于工程示范和規(guī)模化發(fā)展的初期階段。如果現(xiàn)在說光熱發(fā)電還處在試驗(yàn)階段,肯定定位是不準(zhǔn)確的。國(guó)際上已經(jīng)到了規(guī)?;l(fā)展的階段,我國(guó)經(jīng)過十幾年的研究開發(fā),已經(jīng)初步形成了完整產(chǎn)業(yè)鏈,并建立了眾多的實(shí)驗(yàn)裝置和試驗(yàn)回路。第一批示范項(xiàng)目的容量要達(dá)到1GW,機(jī)組數(shù)量將接近20臺(tái),這顯然已經(jīng)不是單純的進(jìn)行工程示范,而是要通過這一批項(xiàng)目,在工程示范的同時(shí),使產(chǎn)業(yè)走向規(guī)模化發(fā)展的道路,從而降低工程造價(jià)。因此說我國(guó)光熱發(fā)電已處在規(guī)?;l(fā)展的初級(jí)階段是不為過的。
對(duì)于光熱的成本下降潛力,孫銳認(rèn)為,如果馬上啟動(dòng)第一批項(xiàng)目100萬(wàn)千瓦左右,到2020年電價(jià)可以降到0.75元左右,這是經(jīng)過國(guó)內(nèi)的權(quán)威機(jī)構(gòu)做出來(lái)的,但這個(gè)電價(jià)不是等來(lái)的,不是等到2020年就可以達(dá)到這個(gè)價(jià),因?yàn)殡妰r(jià)下降的基礎(chǔ)是要實(shí)現(xiàn)設(shè)備的規(guī)?;a(chǎn),從而降低工程投資。沒有工程項(xiàng)目的拉動(dòng),設(shè)備生產(chǎn)哪談得上規(guī)?;趺唇档统杀灸??因此,現(xiàn)在盡快出臺(tái)合理的上網(wǎng)電價(jià)對(duì)我們光熱發(fā)電的發(fā)展至關(guān)重要。
更多精彩觀點(diǎn)請(qǐng)閱讀下面刊出的孫銳的發(fā)言全文,因技術(shù)性較強(qiáng),涉及多個(gè)圖表,請(qǐng)對(duì)照其發(fā)言PPT閱讀。
孫銳:尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)和專家大家上午好,我今天介紹的內(nèi)容是怎么樣通過優(yōu)化工程設(shè)計(jì)方案,提高光熱發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。對(duì)于設(shè)計(jì)工作而言,優(yōu)化設(shè)計(jì)是永恒的主題,不同的設(shè)計(jì)階段有不同的優(yōu)化重點(diǎn),越在前面的設(shè)計(jì)階段,方案優(yōu)化對(duì)機(jī)組運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性影響就越大。目前,我們國(guó)內(nèi)第一批示范項(xiàng)目都基本上處在可行性研究階段,根據(jù)我們最近對(duì)幾個(gè)項(xiàng)目的評(píng)審情況看,有一些優(yōu)化工作還是很不到位的,在有限的時(shí)間里只能講幾個(gè)重點(diǎn)的問題。
首先要把方案優(yōu)化好,一定要正確認(rèn)識(shí)光熱機(jī)組在電力系統(tǒng)中究竟要發(fā)揮什么樣的作用,電網(wǎng)希望我們發(fā)揮什么樣的作用;要發(fā)揮這樣的作用,我們機(jī)組在哪些系統(tǒng)里要做優(yōu)化配置。首先儲(chǔ)熱系統(tǒng)優(yōu)化配置對(duì)光熱發(fā)電來(lái)講是非常重要的,因?yàn)楣鉄岚l(fā)電機(jī)組的優(yōu)勢(shì)就在于它能夠儲(chǔ)能。第二,關(guān)于汽輪機(jī)額定功率定義的選擇,這方面我們一直沿用火電的長(zhǎng)期的做法,對(duì)光熱發(fā)電項(xiàng)目,這一問題值得探討。最后,有一些需要關(guān)注的其他事項(xiàng)我簡(jiǎn)要地說一下。
一、光熱發(fā)電機(jī)組在電力系統(tǒng)中的作用
這幾年我們國(guó)家可再生能源發(fā)電取得了輝煌的成就,無(wú)論是光伏發(fā)電還是風(fēng)電的裝機(jī)容量已經(jīng)位居世界第一。但同時(shí)遇到了前所未有的困境,主要是棄風(fēng)、棄光問題。這張圖顯示的是2015年我們國(guó)家主要的一些棄風(fēng)、棄光的情況,具體電站可能比圖上顯示的更加嚴(yán)重。我們要分析到底是什么原因造成的棄風(fēng)、棄光,只有找對(duì)了原因才能根本解決這些問題。我想通過這張示意圖把由于電源結(jié)構(gòu)問題造成的棄風(fēng)、棄光的原因解釋清楚。這是一個(gè)區(qū)域電網(wǎng)的日負(fù)荷曲線,可以看出來(lái)電負(fù)荷有早晚高峰,各區(qū)域電力系統(tǒng)基本上是這種特征。晚高峰要比早高峰的負(fù)荷高一點(diǎn),晚高峰這一點(diǎn)決定了電力系統(tǒng)里投入運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠機(jī)組的總?cè)萘浚瑸榱吮WC供電的可靠性,這一容量中通常是不包含風(fēng)電和光伏的,因?yàn)轱L(fēng)電和光伏存在不確定性。如果光伏發(fā)電和風(fēng)電此時(shí)可以發(fā)電,為接納這些電力,系統(tǒng)調(diào)度會(huì)將其他電源的實(shí)際出力降低。圖中下面還有一條虛的紅線,這條線是什么?這條是運(yùn)轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)組最低的技術(shù)出力,這是根據(jù)什么確定的?是根據(jù)電網(wǎng)最高負(fù)荷時(shí)投入運(yùn)行的所有機(jī)組的特征確定的,比如說淺藍(lán)色的抽水蓄能是可以停掉的,黃色的燃機(jī)也是何以停掉的,所以在最小技術(shù)出力里并沒有占有份額。水電機(jī)組有一個(gè)最小的技術(shù)出力,最主要是燃煤機(jī)組,按照現(xiàn)的運(yùn)行方式,燃煤機(jī)組最小出力是機(jī)組額定容量的50%。這些因素決定了系統(tǒng)中最小技術(shù)出力這條線。這個(gè)最小出力的大小,決定了電力系統(tǒng)內(nèi)接納光伏和風(fēng)電的能力,如果說,整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組的實(shí)際出力已經(jīng)達(dá)到最小出力了,這時(shí)候的風(fēng)電和光伏發(fā)電出力如果高于電力負(fù)荷與最小出力之間差值,這樣的棄風(fēng)和棄光是不可避免的。大家可以看,棄風(fēng)出現(xiàn)在這里,燃煤已經(jīng)到最小技術(shù)出力,水電已經(jīng)到最小技術(shù)出力,這時(shí)候如果出力再超過這個(gè)負(fù)荷是不可避免的,靠任何的行政手段和其他的管理方式是無(wú)法解決的,棄光也是同樣的,因?yàn)槠渌臋C(jī)組已經(jīng)達(dá)到最小出力,沒有下降的空間了。要解決這樣的問題,只有調(diào)整電源結(jié)構(gòu),增大抽水蓄能、燃機(jī)、水電這樣的可調(diào)機(jī)組的比重。如果不是這個(gè)原因造成的棄風(fēng)、棄光,就要看是電網(wǎng)薄弱的原因還是調(diào)度管理的問題,可以采取相應(yīng)的措施加以解決。
所以說,在沒有解決儲(chǔ)能問題的前提下,現(xiàn)在集中建設(shè)的風(fēng)電和光伏發(fā)電基地,要離不火電,建設(shè)風(fēng)電和光伏就要建設(shè)火電,按照這種模式,我們的電源結(jié)構(gòu)永遠(yuǎn)改變不了,我們的減排目標(biāo)也難以實(shí)現(xiàn),環(huán)境也得不到改善。以甘肅九泉到湖南正負(fù)800的輸電線路為例,輸送的可再生能源電力是700萬(wàn)千瓦的風(fēng)電、280萬(wàn)千瓦的光伏,但是要配套火電機(jī)組600萬(wàn)千瓦,火電的發(fā)電量占整個(gè)輸電量的60%以上。如果沒有這樣的配比,一方面風(fēng)電和光伏的波動(dòng)特性,受電地區(qū)無(wú)法承受;另一方面,單位電量輸電成本太高,無(wú)法收回這條輸電線路的投資。這是不得已的方式,儲(chǔ)能的問題不解決,大規(guī)模集中發(fā)展光伏和風(fēng)電的就要面臨這樣的困境。
下面我們看一下光熱發(fā)電能不能解決這樣的問題,這條曲線是西班牙的Gemasolar電站,可以從曲線上看出,盡管太陽(yáng)能的日照強(qiáng)度是變化的,可是因?yàn)閮?chǔ)熱系統(tǒng)使這臺(tái)機(jī)組能維持穩(wěn)定的電力輸出,這是2012年7月17日的電力輸出,下一張圖是一周時(shí)間內(nèi),機(jī)組保持連續(xù)的電力輸出,這是光熱發(fā)電的最大的優(yōu)勢(shì)。
下面通過一張圖,了解一下電網(wǎng)最終希望光熱機(jī)組發(fā)揮什么樣的作用。目前我國(guó)的光熱處于工程示范和規(guī)?;l(fā)展的初期階段。如果現(xiàn)在說光熱發(fā)電還處在試驗(yàn)階段,肯定定位是不準(zhǔn)確的。國(guó)際上已經(jīng)到了規(guī)模化發(fā)展的階段,我國(guó)經(jīng)過十幾年的研究開發(fā),已經(jīng)初步形成了完整產(chǎn)業(yè)鏈,并建立了眾多的實(shí)驗(yàn)裝置何試驗(yàn)回路。第一批示范項(xiàng)目的容量要達(dá)到1GW,機(jī)組數(shù)量將接近20臺(tái),這顯然已經(jīng)不是單純的進(jìn)行工程示范,而是要通過這一批項(xiàng)目,在工程示范的同時(shí),使產(chǎn)業(yè)走向規(guī)?;l(fā)展的道路,從而降低工程造價(jià)。因此說我國(guó)光熱發(fā)電已處在規(guī)?;l(fā)展的初級(jí)階段是不為過的?,F(xiàn)在既然是工程示范和規(guī)?;l(fā)展的初級(jí)階段,不可能要求光熱發(fā)電機(jī)組連續(xù)24小時(shí)發(fā)電,比較理想的發(fā)電模式是上午當(dāng)太陽(yáng)輻射強(qiáng)度達(dá)到一定的程度時(shí),希望光熱發(fā)電機(jī)組能承擔(dān)電網(wǎng)的早高峰;中午時(shí)段希望光熱電機(jī)組保持較低出力,這樣能給光伏讓出空間;晚高峰到來(lái)時(shí),希望光熱發(fā)電能夠達(dá)到最大出力。過了晚高峰以后機(jī)組可以停機(jī)。這是目前光熱發(fā)電機(jī)組比較理想的運(yùn)行方式。
請(qǐng)看這張圖,如果光熱發(fā)電機(jī)組的容量是A的話,除了自己是可再生能源以外,還會(huì)對(duì)電網(wǎng)有什么樣的影響呢?這一條紅色的虛線就是原來(lái)沒有光熱發(fā)電機(jī)組的時(shí)候,電網(wǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)組的最小的技術(shù)出力,有了光熱機(jī)組以后,這條線會(huì)發(fā)生什么變化呢?因?yàn)楣鉄釞C(jī)組容量A替代了等量的燃煤機(jī)組,這就使整個(gè)電網(wǎng)里的發(fā)電機(jī)組的最小技術(shù)出力降低了0.5A,這0.5A對(duì)接納風(fēng)電和光伏是非常有利的,使電網(wǎng)給光伏和風(fēng)電留下了更多的接納的空間。因此,應(yīng)該說光熱發(fā)電對(duì)電網(wǎng)里可再生能源發(fā)電的貢獻(xiàn)應(yīng)該是裝機(jī)容量的1.5倍。
下面再看一下光熱發(fā)電機(jī)組與燃煤發(fā)電機(jī)組相比有哪些性能山的差別?,F(xiàn)在主要是靠燃煤機(jī)組來(lái)調(diào)峰,這張表顯示的是燃煤機(jī)組與館熱發(fā)電機(jī)組的特性對(duì)比,光熱機(jī)組的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍是20—100%,比燃煤機(jī)組50—100%要寬很多;再看啟動(dòng)性能,燃煤鍋爐的點(diǎn)火初期升溫速度1.5度,運(yùn)行以后是5度,光熱發(fā)電是每分鐘10度;燃煤機(jī)組汽輪機(jī)熱態(tài)啟動(dòng)需要60分鐘,而光熱機(jī)組汽輪機(jī)只需要25分鐘,燃煤機(jī)組汽輪機(jī)冷態(tài)啟動(dòng)240分鐘