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光热电站的“调节”作用有多大?

2017.12.12 来自:中国能源报


寒潮频至,北方冬意渐浓。随着光照时间日渐缩短,光热电站也迎来了一年中最为难熬的季节。

 

“特别是在纬度较高的地区,冬季日照时间短、直接辐射量低,光热发电机组的日发电量大约仅是夏季的一半。”电力规划设计总院副院长孙锐介绍。

 

“根据不同季节的日照条件和电力负荷需求,调整机组的运行时段和出力水平,对于优化系统配置,提高光热发电机组的运行经济性、发挥其在电力系统中的调节作用是十分必要的。”孙锐说,“像现在冬季的日照条件,为了满足电力系统晚高峰负荷的需要,白天大部分时间光热发电机组可以只进行储热,晚高峰时段再发电。这样,光热电站就相当于储能电站,需要按照储能电站的定价方式确定上网电价,但它的投资成本只有额外增加的电加热器,比储能电站的投资成本要低得多。

 

孙锐还表示,在冬季,储热过程还可以充分利用弃风电量,“冬季通常是风力发电场出力的高峰季节,电力系统低谷负荷时段是风电场弃风率最高的时段。如果利用弃风电量去加热熔盐,光热发电就可以和风电结合,利用弃风电力储热,在第二天用电高峰时段发电。”

 

对于这样的运行模式,北京首航艾启威节能技术股份有限公司副总经理惠超也表示,由风能转换为电能,通过电能储热,最后再进行发电,这一过程中能量经过多重转化,效率一定会有减损,“但是结合我国的现实情况对弃风电量加以应用也不失为一种新的尝试。当然,在能量转化过程中具体的投入产出还需要做进一步的测算和实践。

 

“另外,不仅在光照条件相对较差的冬季,即使在没有日照的极端气象条件下,如果电力系统缺少发电功率,光热机组只要稍作调整也可以派上用场。”孙锐指出,“我们完全可以利用天然气加热熔盐或导热油,光热发电机组仍然可以稳定发电。这时候只需要装设一台备用的天然气加热炉,与其他备用发电方式相比,投资成本也要低很多。”

 

在西北电力设计院有限公司首席主任工程师马欣强看来,“在目前的太阳能发展规划中,光热发电的主要定位在于调节。其重点任务是要发挥蓄热储热、出力可控可调等优势,实现网源友好发展,提高电网接纳可再生能源的能力。”

 

那么,光热电站的“调节”作用到底有多大呢?

 

孙锐给记者展示了一组对比数据:


光热机组的负荷调节范围20%-100%,比燃煤机组的50%-100%要宽很多;

 

启动性能上,燃煤锅炉的点火初期升温速度为每分钟1.5摄氏度,运行以后是每分钟5摄氏度,光热发电则是每分钟10摄氏度;

 

而在汽轮机的启动时间方面,燃煤机组热态启动需要60分钟,光热机组只需要20分钟,如果是冷态启动,燃煤机组要长达240分钟,光热只需要约60分钟。

 

“在这个基础上,加以机组运行模式的优化,相信光热发电在系统调节上会有十分出色的表现。”

 

但据孙锐介绍,当前,我国光热发电首批示范工程大多处于初步建设阶段,在先行示范的过程中,“我国光热发电的成本与同一地区的燃煤发电相比要高出4倍以上。因此,在各个系统的工程设计和设备采购环节,必须高度重视机组的运行经济性。

 

根据“十三五”时期的总体规划,目标到2020年,我国太阳能热发电装机达到500万千瓦,要更好完成装机目标并充分发挥调节作用,光热发电尚需“加紧努力”。

 

来源:中国能源报

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