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CSPPLAZA 光熱發電網訊：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，水電水利規劃設計總院新能源研究院陸上能源處處長王昊軼出席會議并作《分步有序推動我國光熱發電規模化發展——光熱與風光基地一體化聯營實施路徑》的主題演講。

圖：王昊軼

我國光熱發電發展迎來新契機

王昊軼(yi)表示，光熱(re)(re)發電行業(ye)自2006年(nian)至(zhi)今經歷(li)了(le)科(ke)技探索(suo)和試點(dian)開發階(jie)段、規(gui)模(mo)(mo)化示范(fan)階(jie)段，目前正在走向規(gui)模(mo)(mo)化發展的第三個階(jie)段。歷(li)經十多年(nian)的積(ji)累，為我國光熱(re)(re)發電的規(gui)模(mo)(mo)化發展奠定了(le)基礎(chu)。

近日，國家能源(yuan)局印發(fa)(fa)《關于推(tui)動光(guang)熱(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)規模化發(fa)(fa)展有關事項的(de)(de)通知》，提(ti)出要促進光(guang)熱(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)規模化發(fa)(fa)展，充分發(fa)(fa)揮(hui)光(guang)熱(re)(re)發(fa)(fa)電(dian)在新能源(yuan)占比逐步提(ti)高的(de)(de)新型電(dian)力系統(tong)中的(de)(de)作用，助力實(shi)現碳達峰(feng)、碳中和目標。

同(tong)時，《通知(zhi)》明確委(wei)托(tuo)水(shui)電(dian)水(shui)利規(gui)劃設(she)計(ji)總院牽頭(tou)，會同(tong)電(dian)力規(gui)劃設(she)計(ji)總院、中國科學院電(dian)工研(yan)(yan)究(jiu)所開展(zhan)一(yi)系列研(yan)(yan)究(jiu)工作(zuo)。目(mu)前，各項研(yan)(yan)究(jiu)工作(zuo)按照國家能(neng)源局的工作(zuo)要求有序(xu)推進，為光熱(re)發(fa)(fa)電(dian)規(gui)模化發(fa)(fa)展(zhan)謀(mou)好篇、起好步，開好局。

為(wei)推動光熱規模化發展(zhan)，《通知》提出(chu)了具體措施，大致可(ke)歸納為(wei)以下(xia)三個方面(mian)：

一(yi)是要做(zuo)好前期規劃研究(jiu)，引(yin)領光(guang)熱(re)規模化發展。

二是要結合基地項目(mu)建設，推(tui)動光熱(re)規模化發(fa)展。

三是要提高項目(mu)建設質量(liang)，促進光熱規模(mo)化(hua)發(fa)展。

光熱與風光基地一體化聯營實施路徑

王昊軼指出，經(jing)過十多(duo)(duo)年的發(fa)展，光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)取得了一些成績，但在成績面(mian)前，仍然面(mian)臨諸多(duo)(duo)挑(tiao)戰。光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)需要(yao)通過規模化來進(jin)一步(bu)推動，光(guang)(guang)熱與風電(dian)(dian)光(guang)(guang)伏(fu)基地一體化聯(lian)營是(shi)充分發(fa)揮光(guang)(guang)熱發(fa)電(dian)(dian)系統調節支撐(cheng)作用，實現(xian)光(guang)(guang)熱規模化發(fa)展的必由(you)之路。

在規模化(hua)發展(zhan)的路上，需要綜(zong)合考(kao)慮技經(jing)關系，分步(bu)有(you)序推動光(guang)熱與風電光(guang)伏一體化(hua)聯營(ying)，具體可(ke)從(cong)“十四(si)五”期間如何(he)進(jin)(jin)行聯營(ying)，以及“十四(si)五”以后(hou)如何(he)進(jin)(jin)行聯營(ying)兩個階段(duan)展(zhan)開(kai)。

“十四(si)五”期間(jian)，通(tong)過與風電(dian)(dian)、光(guang)(guang)(guang)伏經濟互補一體化(hua)聯營，推動光(guang)(guang)(guang)熱發電(dian)(dian)規模化(hua)發展，積極開(kai)展電(dian)(dian)力(li)互補一體化(hua)聯營研究。此階(jie)段主要考慮光(guang)(guang)(guang)伏、風電(dian)(dian)的(de)技術(shu)進步(bu)和成(cheng)(cheng)本下降(jiang)，將促進光(guang)(guang)(guang)熱與風光(guang)(guang)(guang)一體化(hua)項(xiang)(xiang)目的(de)綜合度電(dian)(dian)成(cheng)(cheng)本下降(jiang)。通(tong)過風電(dian)(dian)和光(guang)(guang)(guang)伏發電(dian)(dian)的(de)一部分利潤空間(jian)，彌補光(guang)(guang)(guang)熱發電(dian)(dian)的(de)虧損，使一體化(hua)項(xiang)(xiang)目具備(bei)經濟可行性。

“十四(si)五”以后，逐步由經(jing)濟互(hu)補過渡(du)到電(dian)力互(hu)補一體化聯營，實現以新能源調節(jie)支撐新能源。此階段可分為就(jiu)地消納和外(wai)送(song)基地兩種(zhong)場(chang)景(jing)。

在就地(di)消(xiao)納場景中，主要通過以下(xia)方式實現(xian)光熱與風電(dian)光伏的電(dian)力互補一體化聯(lian)營：

1）結合負荷預測，提出區(qu)域電(dian)力系統對電(dian)源發(fa)展的需求規(gui)模；

2）對(dui)區域(yu)電力(li)、電量平衡進行多年全(quan)場景分(fen)析，明確負荷特性(xing)(xing)、各類電源的出力(li)特性(xing)(xing)；

3）針對電網(wang)結構進行深入分(fen)析(xi)，明確潮流斷面約束(shu)和電網(wang)薄弱(ruo)環節；

4）分析區(qu)域太陽能(neng)(neng)、風能(neng)(neng)、天然氣(qi)等(deng)資源情況和氣(qi)象條(tiao)件，通過運行(xing)模擬確定光熱電站各子系統的配(pei)置，以及(ji)是否附加外延系統（包括電加熱、補燃(ran)等(deng)）；

5）以(yi)經(jing)(jing)濟最優為目(mu)標，以(yi)負荷曲線(xian)、電(dian)(dian)源技術參數、電(dian)(dian)源出(chu)力特性、電(dian)(dian)力電(dian)(dian)量平(ping)衡(heng)、系統(tong)安全(quan)可靠、開(kai)發建設條件、投資經(jing)(jing)濟條件等(deng)為約(yue)束條件，通過時序生(sheng)產模擬決策電(dian)(dian)源配(pei)比和電(dian)(dian)源出(chu)力曲線(xian)；

6）結合電(dian)網條件和土地(di)條件，優化光熱、風電(dian)、光伏的場址布局；

7）結合(he)電(dian)源出力(li)曲線，研究明確光熱與(yu)風(feng)光的一體(ti)化調度(du)策(ce)略、一體(ti)化運行策(ce)略以及電(dian)價電(dian)量的計量原則。

在外送(song)基地(di)場景中，主(zhu)要通過(guo)以下方式開展光熱與風(feng)電(dian)光伏的電(dian)力互補一體化聯營：

1）綜合考慮送端(duan)新能源出力特(te)性和受端(duan)負(fu)荷(he)特(te)性，擬(ni)定特(te)高壓運行(xing)規劃(hua)曲線；

2）分析區域太陽能、風能、天然氣等資源情況和(he)氣象條件(jian)，通過運(yun)行模擬確(que)定光熱(re)電站(zhan)各(ge)子(zi)系統的配(pei)置，以及是否附加外延(yan)系統（包括電加熱(re)、補燃等）；

3）以(yi)經濟最優為目標，以(yi)負荷曲線、電(dian)(dian)源(yuan)技(ji)術(shu)參數、電(dian)(dian)源(yuan)出力(li)(li)特性、電(dian)(dian)力(li)(li)電(dian)(dian)量平衡、系(xi)統安全(quan)可靠(kao)、開(kai)發建設條(tiao)件、投資經濟條(tiao)件等為約束條(tiao)件，通過時(shi)序生(sheng)產(chan)模擬決策電(dian)(dian)源(yuan)及各種(zhong)儲能(neng)的配比和運行(xing)出力(li)(li)曲線；

4）結合電網條(tiao)件和土地(di)條(tiao)件，優(you)化光(guang)熱、風電、光(guang)伏等各類(lei)電源及儲(chu)能的場址布局；

5）結(jie)合電源出力(li)曲線，研究明確光熱(re)與風光的(de)一(yi)體化(hua)調度策(ce)略和一(yi)體化(hua)運行(xing)策(ce)略，以及(ji)電價(jia)電量的(de)計(ji)量原則。

基于市場環境的光熱與風電光伏一體化聯營生產模擬平臺

王昊軼(yi)透露(lu)，目前，水電水利規劃(hua)(hua)設(she)(she)計總院(yuan)初(chu)步(bu)完成了“基(ji)于市場(chang)環境的(de)光熱與風(feng)電光伏一體化(hua)聯(lian)(lian)營生產模擬平臺”的(de)開(kai)發，依托此(ci)平臺可(ke)以根據各種市場(chang)環境，開(kai)展(zhan)光熱與風(feng)電光伏一體化(hua)聯(lian)(lian)營的(de)仿(fang)真分析、規劃(hua)(hua)設(she)(she)計以及政策研究。

通過此(ci)平臺，水(shui)(shui)電水(shui)(shui)利規劃設計總(zong)院構建了一個涵蓋(gai)光熱、風電、光伏(fu)、火電、水(shui)(shui)電以(yi)及各種(zhong)儲能設施的省級電網數據環境，進行了算例分析。

經過8760小時的就(jiu)地(di)消(xiao)納運行(xing)模擬后，截取了以下3個時間片段(duan)：

如(ru)上(shang)圖所(suo)示，光伏(fu)(fu)大發(fa)時，光熱存在一定次數的啟停，低負荷運(yun)行；光伏(fu)(fu)小發(fa)時，光熱發(fa)揮了頂峰調節作(zuo)用。

經過8760小時的外送基地運行模擬后，截取了(le)以下3個時間片段(duan)：

由(you)上圖(tu)可(ke)知，外送(song)基(ji)地(di)中(zhong)部(bu)署(shu)了(le)光(guang)熱(re)(re)、風電(dian)、光(guang)伏以及各種儲(chu)能，光(guang)熱(re)(re)對特高壓外送(song)通道起到了(le)調節(jie)支撐作(zuo)用。同時(shi)，光(guang)熱(re)(re)在整個特高壓外送(song)通道的(de)(de)運行(xing)中(zhong)出現了(le)頻繁的(de)(de)啟停現象(xiang)。面對這種系統問題，需要優(you)化光(guang)熱(re)(re)機組組合和(he)光(guang)熱(re)(re)電(dian)站各子系統以及外延(yan)系統（電(dian)加熱(re)(re)、補燃）的(de)(de)設(she)計，解(jie)決相應的(de)(de)系統問題。

最(zui)后，王昊軼再次強調：光熱發(fa)(fa)電是(shi)優(you)質的(de)調節(jie)性電源，要分(fen)步有序(xu)推動光熱與風光基地(di)的(de)一(yi)體化聯營，推動我國(guo)光熱發(fa)(fa)電的(de)規模化發(fa)(fa)展。