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    關(guān)注| 光熱電站調(diào)節(jié)電網(wǎng)平衡價值凸顯

    2021-08-05 10:28:49 太陽能發(fā)電網(wǎng)
    在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)引領(lǐng)下,我國可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用的時代即將到來。作為有效解決風(fēng)電、光伏發(fā)電波動性和消納問題的成熟路徑,光熱發(fā)電的重要性逐漸凸顯。在構(gòu)建“以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”的過程中,對電網(wǎng)具有先天友好性的光熱發(fā)電,或?qū)缪葜匾巧H涨埃浾咦哌M(jìn)青海中控德令哈50兆瓦塔式熔鹽儲能光熱電站和中核龍騰內(nèi)蒙古烏
    在碳達(dá)峰、碳中和目標(biāo)引領(lǐng)下,我國可再生能源大規(guī)模開發(fā)利用的時代即將到來。作為有效解決風(fēng)電、光伏發(fā)電波動性和消納問題的成熟路徑,光熱發(fā)電的重要性逐漸凸顯。在構(gòu)建“以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”的過程中,對電網(wǎng)具有先天友好性的光熱發(fā)電,或?qū)缪葜匾巧?/div>

    日前,記者走進(jìn)青海中控德令哈50兆瓦塔式熔鹽儲能光熱電站和中核龍騰內(nèi)蒙古烏拉特100兆瓦槽式光熱示范電站,探尋儲熱型光熱電站在支撐和調(diào)節(jié)電網(wǎng)平衡方面所創(chuàng)造的價值。

    可以儲能的太陽能發(fā)電

    驅(qū)車行駛在海拔3000多米的青海省海西州德令哈市,一望無際的戈壁荒灘,陽光刺眼。“德令哈”在蒙語中被稱為“金色世界”。這里年均日照時數(shù)達(dá)3500小時以上,年均太陽輻射量達(dá)7000兆焦/平方米,正是天賜的太陽能資源讓這里的遼闊荒野有了新的生機(jī)與活力。

    在青海中控德令哈50兆瓦塔式熔鹽儲能光熱電站,由27135臺光熱定日鏡組成的巨大“銀色向日葵”絕美綻放,中間是一座高200米的吸熱塔,聚集著采光面積共計542700平方米的熱量。與光伏發(fā)電的不同之處在于,光熱發(fā)電不僅可以利用太陽能發(fā)電,還可以儲能。

    浙江中控太陽能技術(shù)有限公司董事長金建祥告訴記者,電力系統(tǒng)的運行,需要連續(xù)、穩(wěn)定的電源作為支撐。太陽能熱發(fā)電由于自帶大規(guī)模、低成本、安全環(huán)保的儲能系統(tǒng),能夠?qū)崿F(xiàn)自身的平穩(wěn)發(fā)電,可替代火電成為電力系統(tǒng)的基荷電源。以中控德令哈50兆瓦塔式熔鹽儲能太陽能熱發(fā)電項目為例(配置7小時儲能),在2020年2月1日至2月13日期間,實現(xiàn)了機(jī)組292.8小時不間斷穩(wěn)定運行。光熱電站通過配置更大容量的儲能系統(tǒng),還可進(jìn)一步提高不間斷運行的時長。

    “光熱采用的熔鹽儲能安全且資源豐富,同時,熱儲能的壽命很長,可以媲美抽水蓄能。”金建祥表示,目前電池儲能的完整充放電次數(shù)在1000次左右,而熔鹽儲能是物理變化過程,壽命可以無限長。

    自帶調(diào)峰的新能源

    在內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市東北部的草原上,中核龍騰內(nèi)蒙古烏拉特100兆瓦槽式光熱示范電站異常醒目,一排排整齊的反射鏡矗立在驕陽下,吸收著太陽的熱量。這里是國家首批光熱示范項目中單體規(guī)模最大、儲熱時長最長的槽式光熱發(fā)電項目,由中國船舶集團(tuán)新能源有限責(zé)任公司設(shè)計、建設(shè)、調(diào)試和運維。

    數(shù)據(jù)顯示,目前,烏拉特中旗項目年發(fā)電量達(dá)到約3.92億千瓦時,每年可節(jié)省標(biāo)煤12萬噸、減排二氧化碳30萬噸。

    “蒙西電網(wǎng)具有結(jié)構(gòu)性缺電的特點,每天下午6點到晚上10點會出現(xiàn)晚高峰結(jié)構(gòu)性缺電,這個項目的投運為緩解地區(qū)結(jié)構(gòu)性缺電發(fā)揮了很大作用。”常州龍騰光熱科技股份有限公司總經(jīng)理俞科表示,由于太陽能熱發(fā)電與生俱來的“優(yōu)勢”,其對電網(wǎng)的“友好性”正逐漸得到認(rèn)可。

    俞科分析表示,太陽能熱發(fā)電機(jī)組配置儲熱系統(tǒng),發(fā)電功率穩(wěn)定可靠,可實現(xiàn)24小時連續(xù)穩(wěn)定發(fā)電,可替代燃煤電站作為基礎(chǔ)負(fù)荷,提高風(fēng)電、光伏等間歇性可再生能源消納比例,并可作為離網(wǎng)系統(tǒng)的基礎(chǔ)負(fù)荷電源;機(jī)組啟動時間、負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍等性能優(yōu)于燃煤機(jī)組,可深度參與電網(wǎng)調(diào)峰,保證電網(wǎng)及電源的高效利用;太陽能熱發(fā)電還可根據(jù)電網(wǎng)用電負(fù)荷的需要,參與電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻和二次調(diào)頻,確保電網(wǎng)頻率穩(wěn)定,保證電網(wǎng)安全。

    電力規(guī)劃設(shè)計總院高級顧問孫銳在接受記者采訪時表示,儲熱型光熱發(fā)電是集發(fā)電與儲能為一體的太陽能發(fā)電方式,具有發(fā)電功率穩(wěn)定可靠、調(diào)節(jié)靈活的特性,既可以在新型電力系統(tǒng)中承擔(dān)基荷、調(diào)峰、調(diào)頻的功能,也可以像抽水蓄能那樣作為電網(wǎng)側(cè)的儲能電站發(fā)揮作用。

    以新能源促進(jìn)新能源消納

    “隨著新能源裝機(jī)的增大,其功率波動將進(jìn)一步增大。2019年,國家電網(wǎng)公司經(jīng)營區(qū)新能源日最大功率波動達(dá)1.07億千瓦,占其裝機(jī)的31%,根據(jù)相關(guān)機(jī)構(gòu)研究,預(yù)估2060年全國范圍內(nèi)新能源日內(nèi)最大功率波動將超過16億千瓦,超過當(dāng)年火電、水電、核電等常規(guī)電源總裝機(jī)容量,僅靠常規(guī)電源調(diào)節(jié)難以應(yīng)對新能源日內(nèi)功率波動,新能源消納面臨巨大挑戰(zhàn)。”國家電網(wǎng)有限公司西北分部規(guī)劃部副主任孫驍強(qiáng)告訴記者,未來我國新能源發(fā)展規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大,而靈活調(diào)節(jié)電源占比低,電力系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)節(jié)能力嚴(yán)重不足。

    據(jù)孫驍強(qiáng)介紹,太陽能熱電站自帶儲能功能,可以做到像氣電一樣啟停調(diào)峰,連續(xù)發(fā)電的最小出力可以降至20%,優(yōu)于煤電的40%,每分鐘調(diào)節(jié)速率達(dá)到額定出力的3%~4%,約是常規(guī)煤電機(jī)組的2倍,汽輪機(jī)的啟動時間僅20~60分鐘,僅為常規(guī)煤電機(jī)組的1/3~1/4。作為自帶調(diào)峰的新能源,光熱電站的調(diào)節(jié)性能優(yōu)越,可以與光伏、風(fēng)電充分互補(bǔ)運行,實現(xiàn)“以新能源調(diào)節(jié)新能源”,“以新能源促進(jìn)新能源消納”。

    孫銳對此也表示,太陽能年法向直接輻射量高于每平方米1700千瓦時的地區(qū)都可以建設(shè)光熱電站,恰好這些地區(qū)大部分是戈壁、沙漠,具有廣袤的未利用土地資源。主要地區(qū)包括青海海西州、新疆哈密地區(qū)、甘肅酒泉地區(qū)、內(nèi)蒙古西部地區(qū)。這些地區(qū)也是我國風(fēng)電和光伏發(fā)電的集中區(qū)域,對電網(wǎng)側(cè)儲能電站容量的需求非常大。按照市場需求和資源條件,2030年儲熱型光熱電站裝機(jī)容量可以實現(xiàn)1億~2億千瓦,2050年可以實現(xiàn)5億~6億千瓦。

    除此之外,太陽能熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng),或可作為推動傳統(tǒng)裝備制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級和培育戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)的重要抓手。“青海中控德令哈50兆瓦光熱電站的建設(shè),直接帶動了當(dāng)?shù)馗叨藱C(jī)械制造,例如高精度定日鏡支架、化工材料等多個產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,培養(yǎng)了海西華匯、聯(lián)大化工等多家在行業(yè)內(nèi)具備競爭優(yōu)勢的當(dāng)?shù)仄髽I(yè),德令哈市更是提出了‘打造中國光熱之都’的發(fā)展愿景。”金建祥介紹道。


    不過,從我國目前的裝機(jī)容量來看,太陽能熱發(fā)電的發(fā)展明顯不足,現(xiàn)有的市場無法滿足“雙碳”目標(biāo)下可再生能源加速發(fā)展而帶來的需求,進(jìn)入“十四五”發(fā)展階段,行業(yè)發(fā)展仍需政策紓困。


    作者: 安棟平 來源:中國電力新聞網(wǎng) 責(zé)任編輯:jianping

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