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光伏發電廠用電率4%，光熱10%！光熱電站廠用電率如何降低？
發布者：本網記者Xylona | 來源：CSPPLAZA光熱發電網 | 0評論 | 15198查看 | 2017-08-01 08:53:00    
　　CSPPLAZA光熱發電網報道：發電廠中為保證電廠正常運作所消耗的電力稱為廠用電，廠用電率是電廠重要指標之一。發電廠的廠用電率（綜合廠用電率）是指單位時間內廠用變耗電量與發電量的百分比，計算方式為（發電機有功電量—上網電量）/發電機有功電量。在傳統電力行業中，生產型發電企業已把降低廠用電率作為企業向經營型轉變的長期目標。

　　國內首批光熱發電示范項目申報時，廠用電率均控制在10%左右。在近期國內外光熱發電項目的招標階段，大部分項目未對廠用電率指標提出考核要求，業主方面更多地關注項目年供電量，例如南非Redstone光熱發電項目以及迪拜水電局開發的多個光熱發電項目和近期招標的魯能海西州50MW塔式光熱發電項目便未做硬性要求。但也有個別項目在對供電量提出要求的同時規定了廠用電率指標也作為考核指標，如國華玉門100MW塔式太陽能熱發電示范項目。

　　廠用電是保證電站部分設備正常運轉必不可少的動力來源，那么如何在保證電站正常安全運營的前提下盡可能降低廠用電率，未來也應該是光熱電站設計方和業主方重點關注的問題。

　　在線廠用電率與離線廠用電量

　　要想降低廠用電率，首先要明白它的概念以及哪些耗電屬于其范疇。

　　以傳統火電廠為例，發電廠的廠用電一般分為生產用電和非生產用電，其中生產用電主要包括各類生產機械（三大風機，磨煤機，給煤機，給水泵，循環水泵，凝結水泵，燃油系統泵類，空冷系統風機，輸煤系統，脫硫系統、工業水泵，化學制水設備，除灰設備，電除塵，生產現場的照明用電，設備檢修用電，變壓器冷卻通風等）；非生產用電則包括辦公用電，食堂浴室宿舍用電，廠區照明等。

　　具體到光熱電站，其后端常規島的很多用電設備是與傳統火電站類似，如給水泵、循環水泵和空冷風機等。不同的是，光熱發電系統新增了一些太陽島和儲熱島的用電設備，比如導熱油泵、熔鹽泵和其他相關輔助設備等，其中需配置大功率電機的熔鹽泵和導熱油泵用電量相當高。在光熱發電工程中有兩個常用說法，即在線廠用電率和離線廠用電量，在線廠用電是指機組正常運行所消耗電能，離線廠用電量是指機組停運所消耗電能和機組啟停的預熱，比如塔式的吸熱器預熱。

　　此外，據CSPPLAZA記者了解，關于光熱電站的廠用電來源相關行業管理機構規定也有不同。有機構規定，光熱電站正常運轉所需電力必須由電站自身發電，不允許從已有電網取電。而也有機構則允許電站從已有電網取電以保證電站正常運轉。對此，有觀點認為，“對比1.15元/kWh的光熱標桿上網電價，以較為優惠的價格（如0.4元/kWh）從電網取電供電站使用自然經濟效益更佳。但與此同時也需要有明確的計量標準，保證電網取電用于電廠消耗。”

　　光熱電站哪些設備最耗電？

　　與光伏發電相比，光熱電站10%左右的廠用電率有些偏高。據了解，光伏項目的廠用電率約為4%，主要由箱變、主變和集電線路的損耗和站用電組成，而光熱項目廠用電率之所以如此之高主要是由于電站中的大型輔機（轉動設備）用電造成。

　　針對光熱電站廠用電率，曾有業內人士表示，轉動機械廠用電率占比約（8～10）%，電伴熱的用電率占比約1.5%左右，全廠用電率實際上可能會超過10%。因為采用電網取電或者其他方式，所以廠用電率的計算中并不包含機組停運保護廠用電量。外購電量折算到全年發電量比值則約為1~1.5%。

　　據內蒙古電力勘測設計院有限責任公司設計總工程師王小春介紹，光熱電站廠用電主要包括以下幾類設備的電力消耗：轉動機械、伴熱系統和跟蹤系統。其中，泵類主要包括導熱油泵、熔鹽泵、給水泵、凝結水泵、空冷島、輔機循環水泵等；伴熱系統一般占廠用電總耗電量的1%~1.5%左右，主要是在機組停運伴熱消耗功率較大；跟蹤系統耗電量較小。

　　多途徑降低光熱電站廠用電

　　光熱發電成本需要更加優化早已是老生常談的話題，目前，光熱電站成本下降突破口主要聚焦于原材料、關鍵設備、儲熱系統等方面。事實上，若能在廠用電率的下降上實現突破，這將對光熱發電成本的降低和經濟效益的提高具有重要意義。

　　浙江中控太陽能技術有限公司（簡稱中控）董事長金建祥就曾在CSPPLAZA舉辦的CPC2017以及會員單位巡回調研等活動中多次提及廠用電的優化。金建祥表示，降低廠用電是提升效益的有效手段。中控德令哈10MW熔鹽塔式光熱發電項目在運行初期廠用電偏高，對系統經濟性提出了很大的挑戰。經過一段時間的總結與摸索之后，中控對此采取了一系列解決措施：優化電伴熱控制溫度及運行方式；優化熔鹽泵、給水泵等主要耗電設備運行方式；選擇在系統高參數效率點運行等。實踐表明，在進行一系列優化后，電站日廠用電率下降幅度可觀，降幅達到35%。

　　圖：中控德令哈10MW電站相關用電優化措施

　　歸納來看，針對光熱電站降低廠用電的措施可從兩方面入手：減少設備和管道的熱損耗和降低設備自耗電。

　　降低熱損耗一般可以通過提高熱力系統保溫效果，減少散熱損失，優化電伴熱的溫度臨界點，既能保證介質防凝，同時降低伴熱電耗。

　　王小春針對伴熱也給出了同樣的建議，他表示項目的傳熱和儲熱介質不同，伴熱啟動的臨界溫度也是不同的，采用優質的保溫材料和合理的經濟保溫厚度最大降低散熱損失；針對不同傳熱和儲熱介質，合理的設計伴熱帶數量和伴熱啟動溫度，可以有效的降低伴熱廠用電量，具體工程需要詳細計算后優化，并有針對性出具伴熱技術經濟比選專題，保證項目方案的合理性。

　　而在降低設備耗電方面傳統火電廠已經有了非常豐富的經驗，主要集中在對一些大功率設備和人員的管理優化方面，CSPPLAZA對光熱發電系統或可借鑒的一些措施進行了簡單整理，具體措施如下：

　　一、在設計和設備選型上，特別是一些大功率電機一定要考慮采用變頻調速裝置，以達到機組在低負荷區間節約用電消耗的目的，還能延長電機的使用壽命。太陽能熱發電工程面臨著機組頻繁啟動，如果采用工頻電機，啟動電流會比額定高5~6倍，導致廠用變壓器容量加大，同時影響電機的使用壽命而且消耗較多的電量，因此加裝變頻裝置是非常有必要的，也能達到降低廠用電的目的。

　　二、在機組運行方式上，盡量保證機組所有設備都在高效區運行，這樣可以提高機組的效率，所有轉動機械的效率也達到了峰值，達到了降低廠用電率的目的；這就對運行模式提出了一個更高的要求，通過儲能系統的調整，保證機組全天候在高負荷區間運行是十分必要。

　　三、加強員工培訓工作，提高運行人員的素質。發電企業可以制定不同負荷條件下的廠用電指標，采取相應的獎懲措施，使廠用電率和工資獎金掛鉤，使運行人員能在不同的工作情況下采取不同的方式，優化機組的運行管理，努力提高機組負荷率。

　　針對以上措施，王小春也給予了肯定，他建議應在設計過程中盡量優化設備選型，特別是大型泵類設備設計余量的選取、管道系統流速控制、保溫結構的設計和材料的選擇、伴熱帶的安裝要求等，這些細節工作需要在初步設計或者基礎設計階段給出詳細的方案。內蒙院在光熱項目上做了很多大膽的方案嘗試，比如導熱油主泵是否可考慮采用主機乏汽小汽輪機進行拖動，以達到降低廠用電的可行性專題比選。

　　此外，王小春建議光熱電站可以考慮配套建設光伏電站+蓄電池儲能作為廠用電的自備電源，所發電能全部用于光熱電站自用，目前國內有一些項目采用這個模式進行了前期可研工作，是否能獲得相關配套政策的支持和允許，尚不明確。若采用這種方案，光熱電站的運營期的全部廠用電成本就是光伏電站的投資成本，隨著光伏電站投資成本的迅速下降，這種方案的實施將給光熱項目帶來巨大的經濟效益空間。
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