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CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)訊：6月12日，2023中國國際光熱大會暨CSPPLAZA第十屆年會在浙江杭州盛大召開，電力規(guī)劃設(shè)計總院高級顧問孫銳出席會議并作主題為《光熱發(fā)電在新能源基地中的功能和設(shè)計要點及開發(fā)方式探討》的報告，重點探討了光熱發(fā)電在新能源基地中的設(shè)計要點及開發(fā)方式。

圖：孫銳

孫銳指出，今年3月20日，國家能源局綜合司發(fā)布了28號文，文中明確提出了在“十四五”期間爭取每年開工300萬千瓦，這標志著我國光熱發(fā)電進入了規(guī)模化發(fā)展的新階段。要落實這樣的發(fā)展目標，使光熱發(fā)電更好地發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，需要改變光熱發(fā)電項目的開發(fā)模式并建立電價傳導(dǎo)機制。目前正在開展新能源基地的建設(shè)中包含29個光熱發(fā)電項目，總裝機容量達到3.3GW，基本上沿用了多能互補一體化項目的模式，將新能源基地分解為若干個多能互補一體化建設(shè)項目。

孫銳認為，在缺乏發(fā)光熱發(fā)電上網(wǎng)電價傳導(dǎo)機制的情況下，采用光伏、風(fēng)電、光熱打捆多能互補一體化項目方式，通過光伏和風(fēng)電的利潤空間來彌補光熱發(fā)電的虧損，對緩解光熱發(fā)電產(chǎn)業(yè)鏈的生存危機產(chǎn)生了積極作用，但也帶來一些新的問題。

一體化項目中的光伏、風(fēng)電與儲能和光熱發(fā)電的容量配比，是根據(jù)目前的上網(wǎng)電價、按照滿足投資方的最低收益要求確定的，并沒有考慮新能源基地輸出的電力品質(zhì)要求。在多能互補一體化項目中，光熱發(fā)電按照當(dāng)?shù)厝济喊l(fā)電的基準上網(wǎng)電價是虧損的，需要通過風(fēng)電和光伏發(fā)電的利潤空間來彌補。因此，投資方為了達到合理的投資收益，只能大幅削減光熱發(fā)電的投資，聚光集熱系統(tǒng)的容量大幅度縮減，導(dǎo)致光熱發(fā)電機組的發(fā)電量和靈活調(diào)節(jié)功能大打折扣，喪失了長時儲能的技術(shù)優(yōu)勢（很多光熱發(fā)電機組的年利用小時數(shù)僅為1300小時，扣除檢修25天后的全年日平均利用小時數(shù)僅3.8小時）?？梢灶A(yù)見，這些新能源基地投運后，棄風(fēng)率和棄光率將顯著增高是難以避免的。

光熱發(fā)電在新能源基地中的功能

▋電力系統(tǒng)面臨的挑戰(zhàn)與對策

根據(jù)相關(guān)的預(yù)測，要實現(xiàn)2060年碳中和的目標，即時我國風(fēng)電和太陽能發(fā)電的裝機容量占比要達到75%—80%，這給電力系統(tǒng)提出了巨大的挑戰(zhàn)。光伏發(fā)電和風(fēng)電的出力具有隨機性、波動性和間歇性，隨著容量占比的不斷增大，電力系統(tǒng)供電的可靠性不斷下降；隨著火電裝機容量的下降，系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量越來越小，對電力系統(tǒng)安全性的不利影響越來越大；具有同步發(fā)電機功率輸出特性的靈活調(diào)節(jié)電源容量占比不斷下降，系統(tǒng)的電力平衡難以保證。因此，構(gòu)建新型電力系統(tǒng)的任務(wù)十分艱巨。

為滿足電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行和可靠供電的需要，儲能將會與電源、電網(wǎng)、負荷并列成為新型電力系統(tǒng)的第四個要素，具有同步發(fā)電機功率特性的低碳靈活調(diào)節(jié)電源將成為新型電力系統(tǒng)不可或缺的重要支撐。

圖：不同儲能方式

光熱發(fā)電集發(fā)電和儲能為一體，采用交流同步發(fā)電機，可以連續(xù)24小時發(fā)電，因此，它比其他儲能方式更具有技術(shù)優(yōu)勢。

▋光熱發(fā)電在系統(tǒng)中的功能定位

光熱發(fā)電在新能源基地中的功能定位如何？孫銳給出了以下回答：

新能源基地中若沒有生物質(zhì)發(fā)電，光熱發(fā)電則是唯一可以連續(xù)穩(wěn)定24小時發(fā)電的電源。它可以發(fā)揮調(diào)峰、調(diào)頻、提供轉(zhuǎn)動慣量和旋轉(zhuǎn)備用的功能。如果利用抽水蓄能或壓縮空氣儲能替代光熱發(fā)電的功能，則需要多臺相同容量機組接力運行，其裝機容量是光熱發(fā)電的2-3倍，會顯著提高新能源基地的發(fā)電成本。

如上圖所示，其他儲能方式都需要經(jīng)過儲能過程和釋能過程的循環(huán)，單臺機組無法實現(xiàn)24小時連續(xù)發(fā)電。而光熱發(fā)電可以像燃煤發(fā)電機組那樣連續(xù)24小時發(fā)電，在新能源基地電力輸出缺乏時段，它可以滿出力運行，其他時段可以將出力降至15%，持續(xù)提供轉(zhuǎn)動慣量并作為旋轉(zhuǎn)備用，為系統(tǒng)提供可靠的電力支撐。另一方面，在極端氣象條件下，風(fēng)電和光伏發(fā)電受阻、儲能電站無能可儲的情況下，光熱發(fā)電機組可以利用天然氣發(fā)電，保證有一定功率的電力輸出，與建設(shè)天然氣發(fā)電機組相比，僅需要在光熱電站中增設(shè)天然氣加熱熔鹽系統(tǒng)，備用成本低。

光熱發(fā)電的設(shè)計要點和項目開發(fā)方式

▋光熱發(fā)電的設(shè)計要點

孫銳強調(diào)，光熱發(fā)電項目必須要根據(jù)新能源基地系統(tǒng)研究確定的功能定位和技術(shù)要求進行設(shè)計，主要有以下幾個要點：

1）按照連續(xù)24小時發(fā)電的功能要求，配置聚光集熱系統(tǒng)和儲熱系統(tǒng)的容量。有日照條件下機組的日利用小時數(shù)大小于10小時（5~6小時滿功率運行，19~18小時低功率旋轉(zhuǎn)備用）;

2）光熱發(fā)電機組的年出力曲線要盡可能平緩；

3）宜設(shè)置電加熱系統(tǒng)，以便在無光、有風(fēng)的氣象條件下，利用風(fēng)電儲熱；在光伏棄光的情況下利用光伏儲熱；

4）當(dāng)新能源基地需要光熱電站在連續(xù)2天以上無光、無風(fēng)的極端氣象條件下仍要有一定的功率輸出，需要設(shè)置天然氣熔鹽加熱系統(tǒng)，使機組仍然可以提供電力。

▋光熱發(fā)電項目的開發(fā)方式

孫銳表示，光熱電站的系統(tǒng)配置非常靈活，完全可以根據(jù)新能源基地對其功能要求進行系統(tǒng)配置。然而，不同的系統(tǒng)配置對光熱發(fā)電機組性能和發(fā)電成本的影響很大。采用目前的多能互補一體化模式難以保證光熱發(fā)電發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢，新能源基地的電力輸出也難以滿足要求，因此需要對新能源基地的開發(fā)方式進行調(diào)整。具體辦法如下：

1）建立光熱發(fā)電上網(wǎng)電價的傳導(dǎo)機制是解決光熱發(fā)電高質(zhì)量發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急，也是構(gòu)建新型電力系統(tǒng)不可或缺的政策措施。

2）以上網(wǎng)電價為標的、采用競價招標方式選擇電源開發(fā)商是大勢所趨。對于新能源基地中的各種類電源和儲能項目，在完成系統(tǒng)研究后，可以分類別進行競價招標。通過競價招標，確定上網(wǎng)電價和開發(fā)商，是電源上網(wǎng)電價市場化改革的方向。

3）將峰谷分時銷售電價模式向上傳導(dǎo)至電源上網(wǎng)側(cè)，可有效激勵電源參與系統(tǒng)調(diào)峰，是電源上網(wǎng)電價反應(yīng)供求關(guān)系的最佳模式。