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中電工程西北院傅旭:光熱發電在電力系統中的調峰效益評估
發布者:admin | 來源:?CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 4979查看 | 2022-08-26 21:57:49    

CSPPLAZA光熱發電網報道:近(jin)日,在由(you)中(zhong)國電(dian)力(li)工(gong)(gong)程(cheng)顧問集團(tuan)西北(bei)電(dian)力(li)設(she)計院有限(xian)公司、國家太陽能光(guang)熱產業技(ji)術(shu)創新(xin)戰(zhan)略聯盟、CSPPLAZA光(guang)熱發(fa)電(dian)平臺(tai)共同(tong)主辦(ban)、首航高(gao)科能源技(ji)術(shu)股(gu)份(fen)有限(xian)公司聯合主辦(ban)的2022中(zhong)國風光(guang)熱互補新(xin)能源基地開發(fa)大會上,中(zhong)國電(dian)力(li)工(gong)(gong)程(cheng)顧問集團(tuan)西北(bei)電(dian)力(li)設(she)計院新(xin)能源工(gong)(gong)程(cheng)公司副總經理傅旭博士就《光(guang)熱發(fa)電(dian)在電(dian)力(li)系統中(zhong)的調峰(feng)效益評(ping)估》作了主題報告。


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圖:傅旭作主題發言


傅(fu)旭(xu)表示,在一定時期內光(guang)熱(re)發電(dian)因為成本(ben)較(jiao)高的原(yuan)因導致它在進行國(guo)民經濟評價的時候(hou)相比其他常規電(dian)源處于劣勢,但是從雙碳戰略實施以(yi)來,光(guang)熱(re)發電(dian)迎來了(le)新(xin)生。


據傅旭介紹(shao),在(zai)國家(jia)推(tui)進(jin)構建(jian)的(de)(de)新(xin)型電(dian)力(li)系統中(zhong),就(jiu)調峰問題光熱發(fa)電(dian)似(si)乎給出了一個很好的(de)(de)解決方案,因為(wei)光熱發(fa)電(dian)量是新(xin)能(neng)源(yuan)電(dian)量,可以滿足國家(jia)清潔能(neng)源(yuan)要求,又(you)因為(wei)有儲能(neng)裝置的(de)(de)存在(zai),對電(dian)力(li)電(dian)量平衡起(qi)到(dao)時(shi)間搬移的(de)(de)作用(yong),同(tong)時(shi)還可以為(wei)電(dian)力(li)系統提供旋轉慣量等動態支撐作用(yong)。


光熱可采用降出力(li)運行調(diao)峰、平移時(shi)段調(diao)峰、啟停調(diao)峰:


1、降出力運行調峰


光(guang)熱(re)無鍋爐穩燃環節,汽輪機組最(zui)小技(ji)術(shu)出力(li)可以達到額定出力(li)的20%以下,但光(guang)熱(re)電站低出力(li)運行也會(hui)導(dao)致熱(re)效率降(jiang)低。


2、平移出力時段(duan)調(diao)峰


若(ruo)光熱(re)電站(zhan)日(ri)等效利用小(xiao)(xiao)時數小(xiao)(xiao)于(yu)儲熱(re)系統儲熱(re)時間,可以將(jiang)全天熱(re)量儲存,根據(ju)電網負荷及新能源出力進行調節(jie)。在光伏大發時段不出力,在光伏大發時段過(guo)后機組開(kai)機滿(man)出力。


3、啟停調峰


光(guang)熱機組(zu)從停機至滿發僅需(xu)要(yao)1~2小時,但機組(zu)啟動時需(xu)要(yao)耗費一定熱量。


針對(dui)光(guang)(guang)熱(re)發(fa)電(dian)(dian)的效(xiao)益(yi)評估,傅旭認(ren)為,之前常用的典(dian)型(xing)日(ri)法等是(shi)(shi)失效(xiao)的,參(can)考電(dian)(dian)力系統的可靠(kao)性指標(EENS指標)通過更加嚴謹(jin)地評估可以(yi)得出(chu)一個結(jie)論(lun):光(guang)(guang)熱(re)既不是(shi)(shi)百分之百的具有容(rong)量效(xiao)益(yi),但是(shi)(shi)也不是(shi)(shi)像光(guang)(guang)伏那樣很少。通過生產模擬相關案例來看,光(guang)(guang)熱(re)電(dian)(dian)站(zhan)要想發(fa)揮很好的容(rong)量替代性,首(shou)先得服從系統調度,第二儲熱(re)時長(chang)要合適,不能(neng)太(tai)小。


總(zong)體來(lai)看(kan),相(xiang)比于光伏發電,光熱(re)發電具有(you)較高的容量(liang)(liang)效益(yi),可以(yi)替(ti)代常規電源。容量(liang)(liang)效益(yi)的發揮(hui)與調(diao)峰(feng)方式、儲能(neng)時長相(xiang)關。隨(sui)著(zhu)光熱(re)發電規模(mo)的增加(jia),光熱(re)發電容量(liang)(liang)效益(yi)增加(jia),但光熱(re)發電容量(liang)(liang)替(ti)代率有(you)一個先增加(jia)后(hou)下降的過程。


從國(guo)民(min)經濟(ji)情況來看(kan),按照目(mu)前光熱(re)(re)造價(jia)成(cheng)本(ben)和評估(gu)方法,發(fa)展(zhan)光熱(re)(re)尚不(bu)(bu)具備國(guo)民(min)經濟(ji)性(xing)。且光熱(re)(re)發(fa)電的(de)(de)國(guo)民(min)經濟(ji)效益與光熱(re)(re)電站的(de)(de)投資、調峰(feng)方式、儲熱(re)(re)時長相關。光熱(re)(re)發(fa)電參與調峰(feng)運行的(de)(de)國(guo)民(min)經濟(ji)性(xing)優于以光熱(re)(re)發(fa)電量最大為目(mu)標的(de)(de)不(bu)(bu)參與調峰(feng)運行方式。


但在新能源消納占比要求較高(gao)的情況下,光熱發電可以替代部分光伏(fu)裝機(ji),從而具(ju)備國民經濟(ji)性。


更多精彩內容,請閱讀下面刊出的傅旭的演講全文:


傅旭:尊(zun)敬的各位(wei)同仁,各位(wei)領導,各位(wei)專家:


今天我(wo)給(gei)(gei)大家分(fen)享的(de)(de)(de)(de)(de)題(ti)目是(shi)“光熱(re)發電(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系統中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)調峰(feng)效益評估(gu)”。這里面強調一下,我(wo)只是(shi)講的(de)(de)(de)(de)(de)它在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)量平(ping)衡(heng)方面的(de)(de)(de)(de)(de)作用,并(bing)沒有(you)(you)講它在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系統中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)動態作用。因為經過這些年的(de)(de)(de)(de)(de)研(yan)究(jiu),我(wo)感覺現(xian)在(zai)業(ye)內對光熱(re)發電(dian)(dian)(dian)(dian)在(zai)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系統中(zhong)(zhong)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)量平(ping)衡(heng)作用好(hao)象有(you)(you)一些不(bu)公(gong)平(ping),所以我(wo)把目前我(wo)們團隊(dui)研(yan)究(jiu)的(de)(de)(de)(de)(de)一些心(xin)得和體(ti)會給(gei)(gei)各位(wei)領導分(fen)享一下。


準備分三個(ge)(ge)部分來說(shuo)。后面(mian)兩(liang)個(ge)(ge)問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti)是現在的(de)熱點問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti),前(qian)面(mian)的(de)專家提到了(le),一個(ge)(ge)是光(guang)熱發電的(de)容量效益問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti),到底它在系統中能不(bu)能頂裝機?有(you)的(de)估計的(de)過(guo)于樂觀,有(you)的(de)估計的(de)過(guo)于悲觀,還有(you)光(guang)熱發電的(de)國民(min)經濟(ji)評價問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti),我把這兩(liang)個(ge)(ge)問(wen)(wen)題(ti)(ti)(ti)單獨(du)作(zuo)為兩(liang)個(ge)(ge)部分來說(shuo)一說(shuo)。


一、發展光熱發電的必要性。


光熱發電(dian)的(de)確是它(ta)的(de)成本(ben)高(gao),導(dao)致(zhi)它(ta)進(jin)行國民經濟評價的(de)時候(hou)評價不過(guo)其(qi)他常規電(dian)源,但(dan)是從(cong)2020年以來,雙碳(tan)(tan)戰(zhan)略(lve)一(yi)實施,相當(dang)于給光熱發電(dian)注入了新的(de)生機,國家(jia)從(cong)戰(zhan)略(lve)導(dao)向(xiang)出了各(ge)種(zhong)各(ge)樣的(de)文件,要求將(jiang)來國家(jia)能(neng)源消耗達到(dao)一(yi)定的(de)新能(neng)源占(zhan)比(bi),2030年碳(tan)(tan)達峰(feng),2060年碳(tan)(tan)中和,到(dao)2030年非化(hua)石能(neng)源占(zhan)一(yi)次(ci)能(neng)源消費比(bi)重將(jiang)達到(dao)25%左右;


國民(min)經濟和社會發展(zhan)“十四(si)五”規劃(hua)里面(mian)要求:


1)“十(shi)四五”單位(wei)GDP能源消耗(hao)降低13.5%;


2)“十四五”單位(wei)GDP二氧化(hua)碳排放降低18%;


3)“十四五”非化石能(neng)源(yuan)占能(neng)源(yuan)消費總量(liang)比(bi)重提高到(dao)20%左(zuo)右;


在全國“十四五”能源規(gui)劃里(li)面(mian)提到:


1)2025年全國清潔能源(yuan)消費增量(liang)占一次能源(yuan)消費增量(liang)比重(zhong)要達到80%左右(you)。


2)新增非(fei)化石能源發電量(liang)占(zhan)全部新增發電量(liang)的比重(zhong)達到70%左右(you)。


國家從(cong)上到(dao)下出臺(tai)了一(yi)系列(lie)的體系文件(jian)要求新(xin)能(neng)源(yuan)如何發展,我們做電力系統規劃的時候相(xiang)當于已經有一(yi)些硬約束在里面了。


以新(xin)(xin)(xin)能源為(wei)(wei)主(zhu)體的(de)(de)(de)(de)(de)新(xin)(xin)(xin)型(xing)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系統(tong)現(xian)在(zai)面臨很多(duo)(duo)的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題,不(bu)說動態(tai)問(wen)(wen)題,光電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)平衡(heng)問(wen)(wen)題,我們(men)認為(wei)(wei)現(xian)在(zai)就(jiu)有很多(duo)(duo)難以解決的(de)(de)(de)(de)(de)問(wen)(wen)題。總體來(lai)說,依舊是季節性不(bu)平衡(heng)問(wen)(wen)題,原來(lai)做(zuo)的(de)(de)(de)(de)(de)常規(gui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)平衡(heng)很簡單,比如最(zui)極端(duan)情況下(xia)的(de)(de)(de)(de)(de)火(huo)(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)系統(tong),我們(men)之前做(zuo)兩(liang)張表(biao)就(jiu)可(ke)以解決問(wen)(wen)題,一(yi)是把(ba)最(zui)大負荷加(jia)上(shang)適(shi)當的(de)(de)(de)(de)(de)備用來(lai)分析(xi)裝機夠(gou)不(bu)夠(gou),然后把(ba)全年(nian)的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)需電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)除以火(huo)(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)裝機就(jiu)得到火(huo)(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)利(li)用小時(shi)數,從而來(lai)判斷火(huo)(huo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)經(jing)濟性行(xing)不(bu)行(xing);現(xian)在(zai)發(fa)(fa)現(xian)新(xin)(xin)(xin)能源為(wei)(wei)主(zhu)體的(de)(de)(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系統(tong)這樣規(gui)劃已經(jing)不(bu)行(xing)了,一(yi)個極端(duan)的(de)(de)(de)(de)(de)例子,從長時(shi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)尺(chi)度(du)來(lai)看,電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系統(tong)的(de)(de)(de)(de)(de)裝機也夠(gou),電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)也夠(gou),但(dan)是從微觀尺(chi)度(du)來(lai)看,就(jiu)會發(fa)(fa)現(xian)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)(li)(li)系統(tong)時(shi)時(shi)刻(ke)刻(ke)處于要(yao)(yao)(yao)么多(duo)(duo)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian),要(yao)(yao)(yao)么缺電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)的(de)(de)(de)(de)(de)狀態(tai)。這主(zhu)要(yao)(yao)(yao)是新(xin)(xin)(xin)能源發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)不(bu)是受控制的(de)(de)(de)(de)(de),你不(bu)想(xiang)它來(lai)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候(hou),它來(lai)了,不(bu)想(xiang)讓它減(jian)少發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)的(de)(de)(de)(de)(de)時(shi)候(hou),它減(jian)少發(fa)(fa)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)量(liang)(liang)了。


還(huan)有連續極(ji)(ji)端天(tian)氣,最早的(de)時候,風電光伏不能頂(ding)(ding)裝(zhuang)機,光熱上(shang)來之后(hou),有些(xie)人說可以(yi)頂(ding)(ding)裝(zhuang)機,甚至百分(fen)之百頂(ding)(ding)裝(zhuang)機,但是實際上(shang)遇到極(ji)(ji)端天(tian)氣,光熱也(ye)沒有招,就在一天(tian)之內可以(yi)頂(ding)(ding)一頂(ding)(ding)晚高峰,連續幾天(tian)極(ji)(ji)端天(tian)氣的(de)話光熱也(ye)會失去作(zuo)用。


還有日(ri)內(nei)(nei)調峰(feng)問題,原來我們(men)說日(ri)內(nei)(nei)調峰(feng)主要是指小(xiao)負(fu)荷(he)的(de)后半(ban)夜,常規電(dian)(dian)源的(de)壓出(chu)力(li)(li)能(neng)力(li)(li)夠(gou)不夠(gou),但現在(zai)我們(men)發現新型電(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)統上調峰(feng)也(ye)缺(que)了。所(suo)謂的(de)上調峰(feng)就是在(zai)電(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)統負(fu)荷(he)高峰(feng)需求(qiu)的(de)時候電(dian)(dian)源能(neng)不能(neng)增加出(chu)力(li)(li)滿(man)足負(fu)荷(he)需求(qiu)。新型電(dian)(dian)力(li)(li)系(xi)統存在(zai)著向上調峰(feng),向下調峰(feng)同時困難的(de)問題。


這時(shi)候(hou)就調(diao)峰問題,光熱發電(dian)(dian)似乎給出了一個(ge)很好的解決方案,因為光熱發電(dian)(dian)量(liang)是新能(neng)(neng)源(yuan)電(dian)(dian)量(liang),可(ke)(ke)以(yi)滿足(zu)國(guo)家清(qing)潔能(neng)(neng)源(yuan)要求,又因為有(you)儲能(neng)(neng)裝置(zhi)的存在,對電(dian)(dian)力電(dian)(dian)量(liang)平(ping)衡起到(dao)時(shi)間搬移的作用,同時(shi)還可(ke)(ke)以(yi)為電(dian)(dian)力系統提(ti)供旋(xuan)轉慣量(liang)等動態支撐(cheng)作用。


下面是(shi)(shi)光(guang)熱發(fa)電(dian)的(de)幾(ji)種(zhong)調(diao)峰(feng)(feng)方式,分別有降(jiang)出(chu)力(li)(li)運(yun)(yun)行(xing)(xing)調(diao)峰(feng)(feng)、平移出(chu)力(li)(li)時段調(diao)峰(feng)(feng)、啟(qi)停調(diao)峰(feng)(feng)三種(zhong)。但實(shi)際(ji)上我們降(jiang)出(chu)力(li)(li)調(diao)峰(feng)(feng)對光(guang)熱電(dian)站來說(shuo)是(shi)(shi)有代價的(de),它的(de)熱耗曲(qu)線下降(jiang)的(de)也很(hen)快(kuai),就跟常(chang)規的(de)煤(mei)電(dian)一樣(yang),讓(rang)它壓出(chu)力(li)(li)運(yun)(yun)行(xing)(xing),煤(mei)耗就會增加,同(tong)(tong)樣(yang)道(dao)理讓(rang)光(guang)熱電(dian)站壓出(chu)力(li)(li)運(yun)(yun)行(xing)(xing),相同(tong)(tong)的(de)熱量(liang)(liang)發(fa)出(chu)的(de)電(dian)量(liang)(liang)也是(shi)(shi)減少的(de)。所以它也有熱耗曲(qu)線,到底光(guang)熱調(diao)峰(feng)(feng)是(shi)(shi)完全24小時很(hen)低(di)的(de)壓出(chu)力(li)(li)運(yun)(yun)行(xing)(xing),還是(shi)(shi)啟(qi)停幾(ji)次運(yun)(yun)行(xing)(xing),在(zai)不同(tong)(tong)的(de)系統中(zhong)實(shi)際(ji)上是(shi)(shi)有不同(tong)(tong)的(de)研(yan)究結論。


光(guang)熱(re)發電的(de)(de)研究難點,一是(shi)光(guang)熱(re)發電的(de)(de)效益評(ping)估問題,尤其(qi)是(shi)它的(de)(de)容量效益即頂(ding)替(ti)常規電源的(de)(de)裝機能力是(shi)比較難以評(ping)估的(de)(de),原來的(de)(de)一些評(ping)價方法現(xian)在看來是(shi)失(shi)效的(de)(de)。


就(jiu)光(guang)(guang)熱發電(dian)(dian)的(de)(de)容(rong)量效(xiao)益(yi)來(lai)說,光(guang)(guang)熱的(de)(de)調(diao)峰方式(shi),儲(chu)能(neng)(neng)時長,太陽能(neng)(neng)資(zi)源(yuan)的(de)(de)不(bu)確定性,甚至調(diao)度(du)員的(de)(de)調(diao)度(du)策略都(dou)(dou)會對它(ta)發揮容(rong)量和電(dian)(dian)量效(xiao)益(yi)產(chan)生影響。還(huan)有生產(chan)模擬,即我(wo)們(men)的(de)(de)研(yan)究手(shou)段問(wen)題(ti)。最(zui)早我(wo)們(men)的(de)(de)研(yan)究手(shou)段就(jiu)是典(dian)型(xing)的(de)(de)日方法,在(zai)一(yi)(yi)個日內就(jiu)可以把(ba)工作位置排出來(lai),但是光(guang)(guang)熱和其他(ta)具有儲(chu)能(neng)(neng)作用(yong)的(de)(de)電(dian)(dian)源(yuan)上來(lai)之(zhi)后(hou),原來(lai)的(de)(de)典(dian)型(xing)日法已(yi)經(jing)失效(xiao)了。簡單舉例,采用(yong)典(dian)型(xing)日法首先啟(qi)停問(wen)題(ti)考慮(lv)不(bu)了,不(bu)說火(huo)電(dian)(dian)啟(qi)停,就(jiu)是常規的(de)(de)氣電(dian)(dian)啟(qi)停典(dian)型(xing)日法都(dou)(dou)分(fen)(fen)析不(bu)出來(lai),而(er)且火(huo)電(dian)(dian)啟(qi)停一(yi)(yi)個禮拜內一(yi)(yi)般只(zhi)能(neng)(neng)啟(qi)停一(yi)(yi)回,我(wo)們(men)典(dian)型(xing)日的(de)(de)分(fen)(fen)析已(yi)經(jing)沒法考慮(lv)這些因素了。


再就(jiu)是國(guo)民經濟評(ping)估(gu)復雜,這需要多視角評(ping)估(gu)。原來的評(ping)估(gu)方(fang)(fang)法(fa)就(jiu)是看(kan)一下頂裝機效益加上減少煤炭的效益,其實這對(dui)光(guang)(guang)熱(re)(re)是不(bu)公(gong)平(ping)的。因為光(guang)(guang)熱(re)(re)加入(ru)系統之后(hou),發(fa)出的電(dian)量本身是新(xin)能源(yuan)(yuan)電(dian)量,所以用(yong)常規的評(ping)價方(fang)(fang)法(fa)似乎(hu)對(dui)光(guang)(guang)熱(re)(re)有(you)(you)些(xie)不(bu)公(gong)平(ping),原來國(guo)家沒有(you)(you)硬約束的時(shi)候就(jiu)罷了,現在(zai)(zai)國(guo)家有(you)(you)硬約束了,本身發(fa)出新(xin)能源(yuan)(yuan)電(dian)量的光(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)源(yuan)(yuan)應(ying)該是有(you)(you)額(e)外的效益的,后(hou)面(mian)我們(men)在(zai)(zai)國(guo)民經濟評(ping)價里面(mian)會用(yong)兩種方(fang)(fang)法(fa)來進行說明。


光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)的運行策(ce)略,現在的光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)基本上都(dou)是(shi)(shi)按照光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)自身(shen)的最(zui)優運行來(lai)(lai)定(ding)的,盡(jin)量(liang)讓(rang)光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)發電(dian)多發電(dian)量(liang),使它的度電(dian)成本最(zui)低,這是(shi)(shi)最(zui)早的;慢(man)慢(man)將(jiang)過渡(du)到第二階(jie)段,就(jiu)是(shi)(shi)光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)要受電(dian)力(li)系統的約束(shu),電(dian)力(li)系統不(bu)能只考慮光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)發電(dian)量(liang),而是(shi)(shi)會對光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)發電(dian)系統提出要求,需(xu)要光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)參加調峰就(jiu)得參加調峰了(le)(le)(le),而不(bu)是(shi)(shi)像以(yi)前按照光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)自身(shen)發電(dian)量(liang)最(zui)大的策(ce)略來(lai)(lai)運行。第三階(jie)段就(jiu)是(shi)(shi)電(dian)力(li)市(shi)(shi)場(chang)階(jie)段,這是(shi)(shi)將(jiang)來(lai)(lai)的事情,如果調度技術(shu)成熟了(le)(le)(le),光(guang)(guang)熱(re)(re)(re)(re)和其他電(dian)源(yuan)一樣(yang)了(le)(le)(le),不(bu)需(xu)要特殊對待,那就(jiu)需(xu)要參加競價,來(lai)(lai)獲得在電(dian)量(liang)市(shi)(shi)場(chang)、容量(liang)市(shi)(shi)場(chang)甚(shen)至輔(fu)助服務(wu)的效(xiao)益就(jiu)行了(le)(le)(le)。


二、光熱發電的容量效益問題。


這(zhe)個(ge)(ge)問題業內人士(shi)很清(qing)楚,不(bu)是(shi)業內人士(shi)一(yi)兩(liang)句話可能(neng)就解釋不(bu)清(qing)楚,接下(xia)來(lai)我拿(na)火(huo)(huo)電(dian)(dian)系統(tong)和儲能(neng)來(lai)舉例說(shuo)明一(yi)下(xia)。對(dui)于一(yi)個(ge)(ge)火(huo)(huo)電(dian)(dian)系統(tong)來(lai)說(shuo),加(jia)入了(le)儲能(neng)之后,圖中(zhong)綠(lv)色部(bu)分就是(shi)削峰(feng)(feng)填谷,你看火(huo)(huo)電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji),由于儲能(neng)的工作位(wei)置在(zai)尖峰(feng)(feng)發電(dian)(dian),就可以把(ba)火(huo)(huo)電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)容量(liang)需求減少,儲能(neng)系統(tong)有容量(liang)效(xiao)(xiao)益(yi);但是(shi)對(dui)于一(yi)個(ge)(ge)水火(huo)(huo)系統(tong)來(lai)說(shuo),如果水電(dian)(dian)系統(tong)比較(jiao)好,我可以把(ba)負(fu)荷(he)曲線全消平,剩下(xia)火(huo)(huo)電(dian)(dian)帶的凈負(fu)荷(he)就是(shi)一(yi)條直線了(le),這(zhe)時候其實已經(jing)沒有儲能(neng)的工作位(wei)置了(le),也意味(wei)著儲能(neng)在(zai)這(zhe)個(ge)(ge)系統(tong)中(zhong)發揮不(bu)了(le)容量(liang)效(xiao)(xiao)益(yi)。


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僅是(shi)一(yi)個(ge)水火電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)系統(tong),如果水電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)比較好,就已(yi)經沒有儲(chu)能的(de)工作(zuo)位置了。如果是(shi)一(yi)個(ge)各種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源很(hen)多的(de)復雜系統(tong),這(zhe)種電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源發揮容(rong)量(liang)效益(yi)是(shi)很(hen)難(nan)評(ping)估出來(lai)的(de),因此嚴(yan)格來(lai)說我們(men)需(xu)要用這(zhe)樣(yang)的(de)評(ping)估方法。這(zhe)是(shi)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)力(li)系統(tong)的(de)可靠性指標(EENS指標)變化曲(qu)線。沒有光熱(re)的(de)時候是(shi)右邊的(de)曲(qu)線,隨著常(chang)(chang)規(gui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源(西北地區(qu)一(yi)般指火電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian))的(de)增加,系統(tong)的(de)供電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)不足在(zai)逐漸減少(shao),按照一(yi)個(ge)可靠性標準(zhun)我們(men)需(xu)要的(de)是(shi)火電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)需(xu)求(qiu)(qiu)1;如果加入光熱(re)之(zhi)后,這(zhe)條曲(qu)線會相應(ying)往左移動一(yi)些,這(zhe)時候在(zai)相同的(de)可靠性下(xia)是(shi)火電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)需(xu)求(qiu)(qiu)2,而火電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)需(xu)求(qiu)(qiu)1和火電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)需(xu)求(qiu)(qiu)2的(de)差值其(qi)實就是(shi)光熱(re)加入系統(tong)之(zhi)后使系統(tong)常(chang)(chang)規(gui)電(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)(dian)源減少(shao)所(suo)帶來(lai)的(de)容(rong)量(liang)效益(yi),在(zai)理論(lun)上應(ying)該這(zhe)樣(yang)嚴(yan)格計算(suan)。


這里面涉及到系(xi)統的(de)(de)(de)生產(chan)模(mo)擬(ni)問題(ti),原來靠兩張(zhang)表的(de)(de)(de)方法(fa),或者典型日(ri)法(fa)來評估電(dian)力(li)系(xi)統運行狀態(tai)已(yi)(yi)經不(bu)行了,必須采用比較科學(xue)的(de)(de)(de)方法(fa),我們研(yan)究的(de)(de)(de)時(shi)候(hou)是(shi)一(yi)次(ci)求出一(yi)周(zhou)的(de)(de)(de),連續求出一(yi)年52周(zhou)8760小(xiao)時(shi)的(de)(de)(de)生產(chan)模(mo)擬(ni),它是(shi)基于(yu)數學(xue)優化的(de)(de)(de),不(bu)是(shi)常規的(de)(de)(de)排工作位置(zhi)那種(zhong)簡單(dan)的(de)(de)(de)方法(fa),最主要(yao)是(shi)對于(yu)有多種(zhong)儲能電(dian)源的(de)(de)(de)系(xi)統來說,常規的(de)(de)(de)方法(fa)肯定(ding)已(yi)(yi)經失(shi)效(xiao)了。


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這(zhe)是(shi)(shi)評估的案例數據,在這(zhe)個案例里我們評估光(guang)熱(re)效(xiao)益(yi)要考慮3個影響因素(su),一個是(shi)(shi)運(yun)行(xing)方式(shi),參不(bu)參與調峰,二是(shi)(shi)儲(chu)熱(re)時(shi)(shi)長,10小時(shi)(shi)或者12小時(shi)(shi),三是(shi)(shi)光(guang)熱(re)規模,光(guang)熱(re)的容(rong)量(liang)(liang)替代率(lv)(lv)并(bing)不(bu)是(shi)(shi)隨著光(guang)熱(re)的規模增加而(er)一直(zhi)增加,達到一個頂點之(zhi)后,這(zhe)時(shi)(shi)候容(rong)量(liang)(liang)效(xiao)益(yi)的絕對(dui)值在增加,但(dan)替代率(lv)(lv)會開始降低。


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這張圖是(shi)光(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)不(bu)參(can)(can)與(yu)(yu)調峰(feng)的(de)情況,如果(guo)光(guang)(guang)熱(re)(re)是(shi)0的(de)時候,這個(ge)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)需要(yao)3997萬千瓦的(de)火(huo)(huo)電(dian)(dian)(dian)電(dian)(dian)(dian)源,加入(ru)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)200萬千瓦的(de)光(guang)(guang)熱(re)(re),還是(shi)需要(yao)3997的(de)火(huo)(huo)電(dian)(dian)(dian)裝(zhuang)機,也(ye)就是(shi)說,如果(guo)光(guang)(guang)熱(re)(re)電(dian)(dian)(dian)站(zhan)不(bu)參(can)(can)與(yu)(yu)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)統(tong)(tong)(tong)一(yi)(yi)(yi)調度,加入(ru)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)之后,只產生了(le)電(dian)(dian)(dian)量效益,火(huo)(huo)電(dian)(dian)(dian)的(de)確可以少(shao)發(fa)電(dian)(dian)(dian)量,因(yin)為電(dian)(dian)(dian)量需求(qiu)是(shi)一(yi)(yi)(yi)定的(de),光(guang)(guang)熱(re)(re)發(fa)了(le)火(huo)(huo)電(dian)(dian)(dian)就不(bu)發(fa),但是(shi)火(huo)(huo)電(dian)(dian)(dian)裝(zhuang)機一(yi)(yi)(yi)點不(bu)能減少(shao),這個(ge)結論(lun)是(shi)很(hen)悲觀的(de)。如果(guo)這個(ge)系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong),光(guang)(guang)熱(re)(re)不(bu)參(can)(can)加系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)的(de)統(tong)(tong)(tong)一(yi)(yi)(yi)調度,系(xi)(xi)統(tong)(tong)(tong)并(bing)不(bu)會(hui)因(yin)為光(guang)(guang)熱(re)(re)的(de)加入(ru)而(er)使常規電(dian)(dian)(dian)源減少(shao),國(guo)民經(jing)濟性肯定也(ye)不(bu)好。


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這張圖是光(guang)熱電(dian)(dian)站參與調峰,配(pei)置了12小時的儲能時長,這時候(hou)可以發現光(guang)熱為0的時候(hou),系統(tong)是3997萬(wan)(wan)千瓦的火(huo)電(dian)(dian)需求,光(guang)熱200萬(wan)(wan)千瓦之(zhi)后(hou),火(huo)電(dian)(dian)變成(cheng)了3907萬(wan)(wan)千瓦,光(guang)熱400萬(wan)(wan)千瓦之(zhi)后(hou)火(huo)電(dian)(dian)變成(cheng)3847萬(wan)(wan)千瓦,也(ye)就是光(guang)熱200萬(wan)(wan)千瓦的時候(hou),它的容量(liang)替代率(lv)90/200,是45%,光(guang)熱400萬(wan)(wan)的時候(hou),光(guang)熱的容量(liang)替代率(lv)是37.5%。


從這個例子可以看出(chu),首先光(guang)熱的(de)替代率(lv)并不會隨著光(guang)熱規模(mo)的(de)增加一(yi)直直線(xian)上升,到45%之后(hou)開始出(chu)現下降(jiang)的(de)趨(qu)勢,二不是百(bai)分之百(bai)的(de)容(rong)量(liang)(liang)替代,200萬(wan)千瓦光(guang)熱只能替換掉90萬(wan)千瓦的(de)常規火電,容(rong)量(liang)(liang)替代率(lv)為45%。但它的(de)確(que)是比光(guang)伏好多了,我們一(yi)般認(ren)為光(guang)伏的(de)保證容(rong)量(liang)(liang)幾(ji)乎沒有(you)。


這張圖(tu)是光熱參與10小時(shi)調(diao)峰(feng)的(de),這個算(suan)例里面分析(xi)一下儲熱時(shi)長對它的(de)影響,從(cong)(cong)結果我們可以看出,光熱還是200萬千(qian)瓦(wa),由于儲熱時(shi)長是10小時(shi),容(rong)量(liang)(liang)效益(yi)從(cong)(cong)之(zhi)前的(de)90萬千(qian)瓦(wa)降為70萬千(qian)瓦(wa),容(rong)量(liang)(liang)替代率從(cong)(cong)45%降到35%,所以光熱電站(zhan)要想發揮很好的(de)容(rong)量(liang)(liang)替代性(xing),首先得服(fu)從(cong)(cong)系統調(diao)度,第二(er)你的(de)儲熱時(shi)長要合適,不能太小。


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三、光熱發電國民經濟評價問題。


目前看(kan)光(guang)(guang)熱(re)(re)發電(dian)的(de)成(cheng)本的(de)確(que)有(you)點高,我們對光(guang)(guang)熱(re)(re)發電(dian)進行常(chang)規的(de)國民(min)經(jing)濟(ji)評價(jia)主要看(kan)兩塊(kuai)效益(yi),一(yi)個(ge)是(shi)容量替代(dai)效益(yi),即容量效益(yi)。還有(you)一(yi)個(ge)是(shi)它的(de)電(dian)量效益(yi),即節省煤(mei)炭的(de)效益(yi),這兩塊(kuai)效益(yi)加起來都折算成(cheng)等年值和光(guang)(guang)熱(re)(re)的(de)成(cheng)本相比較,如果大(da)于(yu)0,國民(min)經(jing)濟(ji)評價(jia)通過,反之是(shi)不通過的(de)。


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情景(jing)1,基本是當前的造價,系統加入200萬千瓦光(guang)熱之后(hou),國(guo)民經濟效益(yi)是負值,這(zhe)樣國(guo)民經濟評價就通不過。


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再加個情景(jing),把新能源(yuan)建設成本(ben)降低到原來的(de)75%,從圖可以看到國民經濟評價還(huan)是通過(guo)不了。


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再降,把光熱(re)(re)的成(cheng)本降到當前(qian)造(zao)價的一半,這(zhe)(zhe)個(ge)國(guo)民經濟(ji)通(tong)過了,也就(jiu)是(shi)說光熱(re)(re)建(jian)設成(cheng)本再降低50%,按(an)照原來(lai)的方(fang)法來(lai)評價國(guo)民經濟(ji)可以通(tong)過,但(dan)是(shi)大家(jia)可以看到,事實上這(zhe)(zhe)個(ge)模(mo)式對(dui)光熱(re)(re)發(fa)電(dian)不公平(ping),因為(wei)光熱(re)(re)發(fa)電(dian)加入系(xi)統(tong)發(fa)出的是(shi)清潔能源,所(suo)以我們換(huan)了一個(ge)視(shi)角來(lai)評價這(zhe)(zhe)個(ge)問題(ti)。


這(zhe)(zhe)(zhe)也(ye)受(shou)益于國家(jia)現(xian)在(zai)正在(zai)推(tui)進的雙碳戰略,國家(jia)要求必須得新(xin)能源發電占比(bi)多少(shao),這(zhe)(zhe)(zhe)是一(yi)個(ge)硬(ying)約束(shu),想方(fang)設法要實現(xian)這(zhe)(zhe)(zhe)個(ge)目標(biao),這(zhe)(zhe)(zhe)樣(yang)就(jiu)會(hui)有(you)兩個(ge)選(xuan)擇,一(yi)個(ge)選(xuan)擇就(jiu)硬(ying)發展光伏,然后再(zai)配(pei)些儲能,第二個(ge)選(xuan)擇少(shao)發點光伏,加點光熱,這(zhe)(zhe)(zhe)樣(yang)就(jiu)有(you)的比(bi)了(le)。


按照(zhao)這(zhe)個(ge)模式(shi)(shi),光(guang)熱(re)發電的(de)(de)(de)收益就多了一(yi)(yi)部(bu)分(fen)——即降低(di)其他(ta)新能源的(de)(de)(de)投資及運行費用。前面進行的(de)(de)(de)國民經濟評價的(de)(de)(de)時候光(guang)熱(re)就兩(liang)塊效益,一(yi)(yi)個(ge)是減(jian)(jian)少常規(gui)電源,一(yi)(yi)個(ge)是減(jian)(jian)少常規(gui)電源的(de)(de)(de)煤(mei)炭消耗,而新的(de)(de)(de)評價模式(shi)(shi)還有(you)一(yi)(yi)個(ge)減(jian)(jian)少其他(ta)新能源,前提(ti)條件是國家要求新能源占比(bi)(bi)必須達(da)到(dao)某個(ge)比(bi)(bi)例,這(zhe)種情況下一(yi)(yi)個(ge)沒光(guang)熱(re)的(de)(de)(de)方(fang)案(an),一(yi)(yi)個(ge)有(you)光(guang)熱(re)的(de)(de)(de)方(fang)案(an)就可以(yi)進行對比(bi)(bi)。


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還是(shi)前邊的例子,假(jia)設(she)國家要(yao)(yao)求新能源消納占(zhan)比達到27%。如(ru)果是(shi)光(guang)熱(re)(re)(re)不發(fa)(fa)展(zhan)的話,光(guang)伏需要(yao)(yao)發(fa)(fa)展(zhan)到2100萬(wan)(wan)千瓦(wa),火(huo)電3947萬(wan)(wan)千瓦(wa)。如(ru)果光(guang)熱(re)(re)(re)發(fa)(fa)展(zhan)100萬(wan)(wan)千瓦(wa),那(nei)么光(guang)伏可以(yi)減少,從2100萬(wan)(wan)千瓦(wa)降到1550萬(wan)(wan)千瓦(wa);如(ru)果光(guang)熱(re)(re)(re)建設(she)200萬(wan)(wan)千瓦(wa),光(guang)伏規模繼續減少,同時(shi)光(guang)熱(re)(re)(re)也可以(yi)發(fa)(fa)揮容量效益(yi)。


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這(zhe)是(shi)情景A,很(hen)好(hao)的(de)(de)一個結果,這(zhe)樣計算國民(min)經(jing)濟評價已(yi)經(jing)通過(guo)了,每(mei)年(nian)盈(ying)利14億,這(zhe)塊效益來源(yuan)于它可以替換(huan)掉(diao)光(guang)(guang)伏裝機,在一個新(xin)能源(yuan)替代率(lv)較高(gao)的(de)(de)系(xi)統,11.7%的(de)(de)替代率(lv),這(zhe)時候100萬千瓦的(de)(de)光(guang)(guang)熱可以替換(huan)掉(diao)550萬千瓦的(de)(de)光(guang)(guang)伏,它的(de)(de)替換(huan)率(lv)是(shi)很(hen)劃算的(de)(de),當(dang)然隨著替代率(lv)的(de)(de)降(jiang)低,同樣100萬千瓦的(de)(de)光(guang)(guang)熱,它的(de)(de)替代率(lv)會有所(suo)降(jiang)低。


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情(qing)景B和情(qing)景C的(de)國民經濟評(ping)價(jia)也都(dou)通(tong)過了。也就是(shi)說,在國家的(de)雙碳(tan)戰略下,為實現新能源發電量占比(bi)的(de)要求,發展光熱而減少一些光伏,是(shi)一個不錯的(de)選擇。


小結,光熱(re)系統(tong)要(yao)進行(xing)8760小時生產模擬(ni),典型日生產模擬(ni)無法模擬(ni)光熱(re)跨(kua)日調節,導致評(ping)估(gu)失真。


相(xiang)比于光(guang)伏發電(dian)(dian),光(guang)熱(re)(re)發電(dian)(dian)具有較高的容(rong)量效益(yi),可以替(ti)代常(chang)規電(dian)(dian)源(yuan)。容(rong)量效益(yi)的發揮與調峰方(fang)式、儲能時(shi)長相(xiang)關。隨著光(guang)熱(re)(re)發電(dian)(dian)規模的增(zeng)加,光(guang)熱(re)(re)發電(dian)(dian)容(rong)量效益(yi)增(zeng)加,但光(guang)熱(re)(re)發電(dian)(dian)容(rong)量替(ti)代率(lv)有一個先(xian)增(zeng)加后下降的過程。


從國民(min)經濟(ji)情(qing)況(kuang)來看(kan),按(an)照目前光(guang)(guang)熱造(zao)價成(cheng)本(ben)和評估方法,發(fa)展光(guang)(guang)熱尚不具備國民(min)經濟(ji)性。光(guang)(guang)熱發(fa)電參與調(diao)峰運(yun)行的國民(min)經濟(ji)性優于以光(guang)(guang)熱發(fa)電量最大為目標的不參與調(diao)峰運(yun)行方式。


新能(neng)源消納占比要(yao)求較高的情況(kuang)下,光熱(re)發(fa)電(dian)可以(yi)替代部分(fen)光伏裝機(ji),從而具備國民(min)經濟性。


我的匯報(bao)就(jiu)到此,謝謝大家批評指正。

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