近日,在由中國(guo)電(dian)(dian)力工程顧問集團西北電(dian)(dian)力設(she)計院(yuan)有(you)限公(gong)(gong)司、國(guo)家太(tai)陽能(neng)(neng)光熱(re)產(chan)業(ye)技(ji)術創新戰(zhan)略(lve)聯盟(meng)、CSPPLAZA光熱(re)發電(dian)(dian)平臺(tai)共同(tong)主辦、首航(hang)高科(ke)能(neng)(neng)源(yuan)技(ji)術股份(fen)有(you)限公(gong)(gong)司聯合主辦的2022中國(guo)風(feng)光熱(re)互補新能(neng)(neng)源(yuan)基(ji)地開發大會上,首航(hang)高科(ke)能(neng)(neng)源(yuan)技(ji)術股份(fen)有(you)限公(gong)(gong)司副總經(jing)理惠(hui)超就《多能(neng)(neng)互補、光伏+光熱(re)項(xiang)目配置分析及建議》作了主題報告(gao)。
圖:惠超作主題發言
惠超指出,隨著太(tai)陽(yang)能(neng)風(feng)電(dian)(dian)的發(fa)(fa)電(dian)(dian)規模(mo)不斷擴大,已經成(cheng)(cheng)為(wei)電(dian)(dian)源結(jie)構中的重(zhong)要組成(cheng)(cheng)部(bu)分(fen),隨著能(neng)源轉型的推進,以風(feng)電(dian)(dian),太(tai)陽(yang)能(neng)為(wei)主的新(xin)能(neng)源將逐步成(cheng)(cheng)為(wei)主導(dao)能(neng)源。而光(guang)熱(re)發(fa)(fa)電(dian)(dian)是(shi)新(xin)能(neng)源儲(chu)能(neng)技術發(fa)(fa)展的重(zhong)要方向(xiang),具有發(fa)(fa)電(dian)(dian)、儲(chu)能(neng)、可調節等(deng)多種功能(neng),光(guang)熱(re)項目(mu)開發(fa)(fa)建設(she)對構建以新(xin)能(neng)源為(wei)主體的新(xin)型電(dian)(dian)力系統具有重(zhong)要意義(yi)。
在此背景下,推進多種電源互(hu)補,光(guang)(guang)伏+光(guang)(guang)熱等配置(zhi)可(ke)以不占用系統(tong)調(diao)(diao)節(jie)(jie)資源,同時(shi)風光(guang)(guang)互(hu)補可(ke)改(gai)善新能源綜合出力特性,并(bing)充(chong)分發揮光(guang)(guang)熱及(ji)儲能靈活調(diao)(diao)節(jie)(jie)作用,提高項目靈活調(diao)(diao)節(jie)(jie)能力。
惠(hui)超就光(guang)(guang)(guang)伏(fu)900MW、光(guang)(guang)(guang)伏(fu)900MW+儲能(neng)(neng)電(dian)池(chi)180MW/720MWh、光(guang)(guang)(guang)伏(fu)900MW+塔式(shi)熔鹽(yan)100MW、光(guang)(guang)(guang)伏(fu)900MW+槽(cao)式(shi)導熱(re)油100MW、光(guang)(guang)(guang)伏(fu)900MW+儲能(neng)(neng)電(dian)池(chi)180MW/720MWh+塔式(shi)熔鹽(yan)100MW、光(guang)(guang)(guang)伏(fu)900MW+塔式(shi)熔鹽(yan)100MW+棄(qi)電(dian)加(jia)熱(re)40MW、光(guang)(guang)(guang)伏(fu)900MW+儲能(neng)(neng)電(dian)池(chi)180MW/720MWh+塔式(shi)熔鹽(yan)100MW+棄(qi)電(dian)加(jia)熱(re)40MW等不同儲能(neng)(neng)方(fang)式(shi)組合及配置進(jin)行逐一分析。
從(cong)組合(he)上(shang)來看(kan),光熱電站的(de)(de)容(rong)(rong)量因數28.7%,是最高(gao)的(de)(de)。隨著(zhu)組合(he)方(fang)式的(de)(de)增加,光伏+電池+光熱+棄電組合(he)的(de)(de)方(fang)式,容(rong)(rong)量因數在這些(xie)方(fang)案的(de)(de)比較里最低,只(zhi)有19.6%。
結合(he)大基(ji)地建(jian)設推進過程(cheng)中遇到的(de)問題惠(hui)超提出了如下建(jian)議:
1、因(yin)不同地(di)(di)區太陽能(neng)、風能(neng)資(zi)源(yuan)、電價及(ji)電力(li)(li)電量(liang)消(xiao)納(na)情況均不相同,需綜合(he)考(kao)慮(lv)風電、光伏、光熱(re)規(gui)模配(pei)比、以及(ji)聚光集熱(re)和(he)儲熱(re)系(xi)統配(pei)置規(gui)模,完善聯合(he)運行(xing)方案,盡(jin)可能(neng)與用電地(di)(di)區電力(li)(li)系(xi)統負荷曲線相匹配(pei),以減輕電力(li)(li)系(xi)統調(diao)峰(feng)壓力(li)(li)。
2、不僅追求(qiu)技術上的(de)互補,同時滿足經(jing)濟上的(de)互補,適當(dang)提高(gao)太陽(yang)能(neng)熱發電(dian)配建(jian)新(xin)能(neng)源指標規(gui)模;推(tui)動實施(shi)(shi)儲能(neng)電(dian)價及輔助市場服(fu)務改革;提高(gao)項(xiang)目投資評價的(de)基準收益率水(shui)平,增加項(xiang)目的(de)可實施(shi)(shi)性。
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惠(hui)超(chao):各位(wei)領導,各位(wei)專家,下午好(hao)!
我(wo)匯(hui)報的的題目(mu)是《多能互補、光伏(fu)+光熱項目(mu)配置(zhi)分析及建(jian)議》。
我的報告分五(wu)個部分:
第一、公司介紹。
首航高科是一家A股市上市公司,現在總(zong)部位(wei)于甘肅省,生產基地(di)位(wei)于天(tian)津(jin)、北京(jing)等地(di)區。
主(zhu)營業(ye)務在清潔能(neng)源(yuan)和節能(neng)環保兩個方向,是國家級的企業(ye)技術(shu)中心。公司涉入到光(guang)熱(re)發(fa)(fa)電是在2010年(nian),2016年(nian)中試的1萬千瓦的塔式光(guang)熱(re)項目并網發(fa)(fa)電。2018年(nian)底(di),位(wei)于敦煌的10萬千瓦塔式光(guang)熱(re)發(fa)(fa)電站并網發(fa)(fa)電。
公司(si)的主(zhu)(zhu)營業務主(zhu)(zhu)要包括(kuo)光熱(re)發(fa)(fa)電,電站空冷,余熱(re)發(fa)(fa)電,超臨界(jie)二(er)(er)氧(yang)化碳和燃(ran)料電池(chi)等方向。在光熱(re)方面,既有塔式的技(ji)術路(lu)線(xian),也有槽式的技(ji)術路(lu)線(xian),承擔(dan)過敦煌一(yi)、二(er)(er)期(qi)塔式熔鹽光熱(re)發(fa)(fa)電項(xiang)目(mu)和中廣核德令哈槽式導熱(re)油發(fa)(fa)電項(xiang)目(mu)集熱(re)場EPC。
第二,多能互補、光伏+光熱項目申報的背景和意義。
按照(zhao)國家(jia)確定(ding)的(de)目標,隨(sui)著太陽能(neng)(neng)風電(dian)的(de)發電(dian)規模的(de)不斷擴大,已經成為電(dian)源(yuan)結構(gou)中的(de)重要的(de)組成部(bu)分,隨(sui)著能(neng)(neng)源(yuan)轉型(xing)的(de)推進,以風電(dian),太陽能(neng)(neng)為主(zhu)的(de)新能(neng)(neng)源(yuan)將逐步成為主(zhu)導能(neng)(neng)源(yuan)。
風(feng)、光的(de)(de)年(nian)內(nei)互(hu)補(bu)(bu)性以及(ji)出力特性存在的(de)(de)差異,夏季的(de)(de)時(shi)候光比較好,春(chun)秋,冬(dong)季的(de)(de)時(shi)候風(feng)比較好,年(nian)內(nei)具有很(hen)強的(de)(de)互(hu)補(bu)(bu)性。
風、光的(de)日(ri)內的(de)互補(bu)性(xing),主(zhu)要是白天的(de)時(shi)候(hou)光比(bi)較好,早晚以及夜(ye)間的(de)時(shi)候(hou)風出力比(bi)較大,互補(bu)主(zhu)要是要發揮光熱(re)及儲能的(de)靈活調節(jie)作用,增加項目靈活的(de)調節(jie)能力。
第三、光熱電站的運行特點。
光熱發(fa)電(dian)(dian)是(shi)既可以(yi)發(fa)電(dian)(dian),也可以(yi)儲能,并且可調(diao)節的一種電(dian)(dian)源,對于構(gou)建以(yi)新能源為主的新型的電(dian)(dian)力(li)系統具有(you)比較(jiao)重要的意義。
光熱發電(dian)具(ju)備同步(bu)交流發電(dian)系統所需要(yao)的主要(yao)技術要(yao)求,像電(dian)壓(ya),頻率(lv)的支(zhi)撐(cheng),響應(ying),轉動(dong)慣量的支(zhi)持(chi)。調(diao)(diao)節范圍是(shi)有(you)功調(diao)(diao)節15-100%機組額定出(chu)力,調(diao)(diao)節精度不小于(yu)1%機組額定的出(chu)力。無功調(diao)(diao)節范圍為:滯相(xiang)功率(lv)因數(shu)(shu):0.8;進相(xiang)功率(lv)因數(shu)(shu):0.95。同時具(ju)有(you)AGC和(he)AVR的支(zhi)撐(cheng)能力。
10萬(wan)千瓦塔(ta)(ta)式光熱(re)電站的(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing)特(te)性,儲熱(re)時長(chang)按12小時計算,如果按照這(zhe)個地區、全容量上(shang)網,年(nian)發電量2億2600萬(wan)kWh,容量因數28.7%。由于熔鹽塔(ta)(ta)式光熱(re)電站具有熱(re)電解耦的(de)(de)(de)(de)特(te)性,出力(li)方(fang)式可以調(diao)節,按照參與調(diao)頻調(diao)峰(feng)的(de)(de)(de)(de)運行(xing)(xing),在(zai)(zai)一(yi)天24小時之內,只在(zai)(zai)4時段運行(xing)(xing),參與早高(gao)峰(feng)和晚(wan)高(gao)峰(feng)的(de)(de)(de)(de)調(diao)節。可以看在(zai)(zai)中午光比較(jiao)好的(de)(de)(de)(de)時候,這(zhe)個時段的(de)(de)(de)(de)出力(li)完全可以避開(kai)。
但是需要(yao)注(zhu)意(yi)的是,如果這種(zhong)運行方(fang)式的年發電量(liang)(liang)要(yao)減(jian)小,容量(liang)(liang)因數在下降,只有25.1%,電量(liang)(liang)減(jian)少了(le)5千萬kWh。最低運行負荷15%。
另以槽(cao)(cao)式導(dao)熱(re)油電(dian)(dian)站(zhan)為例(li),如果要(yao)(yao)(yao)達到跟(gen)塔式相同的(de)(de)每年2億(yi)2600萬的(de)(de)發(fa)電(dian)(dian)量(liang),也是全容量(liang)上網,容量(liang)因(yin)數基本一致,儲熱(re)時長12小時,但由于(yu)槽(cao)(cao)式發(fa)電(dian)(dian)效率稍(shao)微低(di)一些,同時防凝的(de)(de)需(xu)求(qiu)更(geng)高,因(yin)此同一個地區槽(cao)(cao)式需(xu)要(yao)(yao)(yao)的(de)(de)鏡場面積要(yao)(yao)(yao)稍(shao)微大一點。
槽式的調峰(feng)運(yun)行(xing)能(neng)力,傳統的導熱油槽式因為(wei)熱電不能(neng)完全解(jie)耦,并且廠(chang)用電率也稍微高(gao)(gao)一些,所以最低負(fu)荷取25%,有短時(shi)(shi)的中午光(guang)伏高(gao)(gao)發的時(shi)(shi)間帶了25%的低負(fu)荷,在早(zao)晚高(gao)(gao)峰(feng)的時(shi)(shi)候帶高(gao)(gao)負(fu)荷。
容量因數比塔(ta)式的稍微下(xia)降,發電量1億(yi)9千364萬kWh,塔(ta)式的是1億(yi)9千700多萬kWh;
敦煌二期(qi)(qi)電(dian)站的(de)實際的(de)運行值(zhi),6月份(fen)的(de)發(fa)(fa)電(dian)總(zong)量(liang)3379萬(wan)度,創歷史新(xin)高(gao),比(bi)去年同期(qi)(qi)增(zeng)長(chang)91.2%,單次連(lian)續(xu)不(bu)間斷的(de)發(fa)(fa)電(dian)時間262小時。二季度的(de)總(zong)發(fa)(fa)電(dian)量(liang)8550萬(wan)度,發(fa)(fa)電(dian)量(liang)隨著系統越來越成熟,還有很大的(de)繼續(xu)提升空間。
第四、儲能方式的組合以及配置的分析。
對于風光(guang)熱儲的(de)(de)項目(mu),其中風電(dian)和光(guang)伏具有較強(qiang)的(de)(de)隨機性和波動性,追(zhui)求的(de)(de)目(mu)標是通過光(guang)熱儲能電(dian)站進行調節,減(jian)少新能源棄電(dian),平滑功率輸出(chu),提(ti)升力(li)品(pin)質,實現電(dian)網友好接入,改善新能源綜合(he)出(chu)力(li)特性。因(yin)為(wei)不(bu)(bu)同(tong)地(di)區的(de)(de)風光(guang)資源不(bu)(bu)同(tong),最小化風光(guang)儲綜合(he)發電(dian)成本,提(ti)升項目(mu)的(de)(de)綜合(he)競爭力(li)。
按照(zhao)實際項(xiang)目測算,光伏裝機90萬千瓦,年發電(dian)量20億度左右,直流側(ce)的容(rong)(rong)量因數22%,全容(rong)(rong)量上網。
光(guang)(guang)伏(fu)+儲(chu)能電(dian)池的方案(an),光(guang)(guang)伏(fu)90萬千(qian)瓦,配(pei)20%的儲(chu)能,18萬的蓄電(dian)池4小(xiao)時儲(chu)能。運行(xing)(xing)方式主要考慮在上(shang)午(wu)10點(dian)到下(xia)午(wu)3點(dian),光(guang)(guang)伏(fu)大(da)發(fa)的時段(duan)來進行(xing)(xing)電(dian)池的充電(dian),在晚高峰(feng)6點(dian)到10點(dian)或者(zhe)夏季到11點(dian)的時段(duan)來運行(xing)(xing)。
這個(ge)運行方式(shi)也是考慮光伏(fu)全容(rong)量(liang)(liang)上網,儲能電池利(li)用時(shi)段是在晚高峰(feng)。從最左側的圖表(biao)和(he)中間的圖表(biao)很明顯的看出,峰(feng)谷(gu)差在減小,晚高峰(feng)的出力(li)在提升,但是提升的范(fan)圍比較有限。容(rong)量(liang)(liang)因(yin)數21.5%,比全容(rong)量(liang)(liang)的光伏(fu)有下降。
90萬(wan)千瓦(wa)的(de)(de)光(guang)伏+10萬(wan)千瓦(wa)的(de)(de)塔式(shi)光(guang)熱(re)電站的(de)(de)組(zu)合(he)(he)方(fang)式(shi),這(zhe)個(ge)組(zu)合(he)(he)方(fang)式(shi)的(de)(de)年發(fa)電量(liang)可以達到將近(jin)22億度(du),因為電池本(ben)身是不發(fa)電的(de)(de),所以按照上一個(ge)模(mo)型的(de)(de)計(ji)算(suan),整個(ge)系統的(de)(de)發(fa)電量(liang)是在降(jiang)低。
光熱電站由于本身具有發電的能力,所以它對整個項目的效益提升是有幫助的,容量因數也是提升的。運行方式是光熱在早晚高峰時段運行,其余時段不運行,從左側的曲線可以看出,夜里12-5點和8點以后,負荷出力是提升的。
90萬千瓦(wa)的(de)光伏+10萬千瓦(wa)槽式(shi)導(dao)熱油(you)電站的(de)組合(he)方式(shi),運行(xing)方式(shi)是一(yi)樣的(de),但是由于槽式(shi)的(de)廠用電和(he)防凝要求,出力稍微(wei)有一(yi)點下降(jiang),在21億(yi)9000多(duo)萬kWh左右,容量因數22.2%。
90萬(wan)千瓦光伏加上4小(xiao)時(shi)的儲(chu)能電池(chi)(chi)加上10萬(wan)千瓦的熔(rong)鹽塔(ta)式電站(zhan),全年發(fa)電量在21億6000萬(wan)kWh左右,由于電池(chi)(chi)的存在,所以(yi)整個(ge)的系統發(fa)電量是(shi)在下降的,容量因數(shu)也同(tong)時(shi)在下降。
這個(ge)運行(xing)方式是中午時段光伏全(quan)容量(liang)上網(wang),早晚高峰(feng)的時候光熱(re)參(can)與運行(xing),晚高峰(feng)的時候電池4小時參(can)與調(diao)節,顏色(se)(se)深的說明電量(liang)比(bi)較大,顏色(se)(se)淺,淺藍(lan)色(se)(se)或者稍微(wei)深一(yi)點的藍(lan)色(se)(se)都是代表有調(diao)節容量(liang)的出力。
90萬千瓦光伏加上10萬千瓦的塔式熔鹽儲熱,加上棄電加熱4萬千瓦,年發電量21億kWh左右,容量因數在下降,因為棄電加熱本身要消耗系統的電量,但是整個系統的負荷運行峰谷差在減小。
棄電(dian)加(jia)熱(re)還有比較多的難題不(bu)容易被克服(fu),尤其絕緣,所以棄電(dian)加(jia)熱(re)配(pei)的比例不(bu)是(shi)很(hen)大。運行方式(shi)跟電(dian)池一樣,是(shi)在光伏(fu)大發的時候進行加(jia)熱(re),由汽輪機參與早(zao)晚(wan)高峰的調節。
多(duo)種方(fang)案的(de)(de)(de)組(zu)合(he),90萬千瓦(wa)的(de)(de)(de)光伏,加上4小時的(de)(de)(de)電池儲熱(re),加上10萬千瓦(wa)的(de)(de)(de)熔(rong)鹽塔式(shi),加上棄電加熱(re)4萬千瓦(wa),整(zheng)個(ge)年發電量不(bu)(bu)到20億度,說明組(zu)合(he)的(de)(de)(de)越多(duo),尤其(qi)是自身(shen)不(bu)(bu)發電的(de)(de)(de)調節能力參與的(de)(de)(de)越多(duo),整(zheng)個(ge)的(de)(de)(de)系統(tong)的(de)(de)(de)容量因數在下降(jiang),容量因數的(de)(de)(de)下降(jiang),也意(yi)味(wei)著(zhu)整(zheng)個(ge)組(zu)合(he)的(de)(de)(de)效(xiao)益在下降(jiang)。
運(yun)(yun)行(xing)方式光(guang)熱(re)和電池如剛才所說的4時段(duan)滿負荷運(yun)(yun)行(xing),其(qi)余時段(duan)不(bu)運(yun)(yun)行(xing)。
從組(zu)合(he)上來看,光熱(re)(re)電站的容量因數28.7%,是最高的。隨著組(zu)合(he)方(fang)式(shi)的增加,光伏(fu)+電池(chi)+光熱(re)(re)+棄電組(zu)合(he)的方(fang)式(shi),容量因數在方(fang)案(an)的比較里最低,只(zhi)有19.6%。
第五、最后提兩個建議。
光(guang)熱電站(zhan)具有儲(chu)(chu)能(neng)(neng)及調峰的(de)(de)特性,其價(jia)值(zhi)不僅僅是(shi)作為(wei)清潔能(neng)(neng)源的(de)(de)價(jia)值(zhi),而且還(huan)能(neng)(neng)通過為(wei)風光(guang)熱儲(chu)(chu)大(da)基(ji)地提供服務(wu),實現自身儲(chu)(chu)能(neng)(neng)和調峰的(de)(de)核心價(jia)值(zhi)!
第一(yi)個建議:不(bu)同(tong)地區的(de)太陽(yang)能和(he)風(feng)能的(de)資(zi)源(yuan),以及電(dian)(dian)價,電(dian)(dian)力(li)電(dian)(dian)量的(de)消納(na)情(qing)況(kuang)均不(bu)相同(tong),需要考慮風(feng)電(dian)(dian)光伏光熱的(de)規模化配(pei)比,以及聚光集熱和(he)儲熱系(xi)統(tong)的(de)配(pei)置(zhi)規模,完(wan)善聯合調(diao)度(du)運行(xing)方案(an),盡(jin)可能的(de)與(yu)用(yong)電(dian)(dian)地區的(de)系(xi)統(tong)負荷(he)曲線(xian)相匹(pi)配(pei),如果有(you)用(yong)電(dian)(dian)地區系(xi)統(tong)的(de)負荷(he)曲線(xian),和(he)電(dian)(dian)源(yuan)的(de)配(pei)置(zhi)曲線(xian)很容易能組合到一(yi)起,看匹(pi)配(pei)的(de)程(cheng)度(du),以減(jian)輕(qing)電(dian)(dian)力(li)系(xi)統(tong)的(de)調(diao)峰壓力(li)。
第二個(ge)建議:我們(men)不僅要追(zhui)求在技術上的互補,同時(shi)也要滿足(zu)經濟上的互補,可以適當提高(gao)太(tai)陽能(neng)熱發電配建新能(neng)源指標的規模;以及來推動實施儲(chu)能(neng)電價(jia)及輔助市(shi)場服務改革;提高(gao)項目投(tou)資評價(jia)的基(ji)準收益率水平,增(zeng)加項目的可實施性。
謝謝大家。