近日,第十二屆中國國際光(guang)熱大會(hui)暨CSPPLAZA年會(hui)在浙江杭州召開,國網(wang)(wang)山西省電力公(gong)司教授(shou)級(ji)高(gao)級(ji)工(gong)程師趙俊屹發(fa)表主題演講,從電網(wang)(wang)調(diao)度(du)視角(jiao)深入剖析了新型電力系(xi)統(tong)對(dui)靈活調(diao)節電源的迫(po)切需(xu)求,并系(xi)統(tong)闡(chan)釋了光(guang)熱發(fa)電的價值(zhi)構建路徑。
圖:趙俊屹
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新能源主導下的電力系統變革
趙俊屹(yi)指出,當前新(xin)能源裝(zhuang)機(ji)容量(liang)(liang)發展已(yi)進入爆發期。數據顯示(shi),全國風電(dian)(dian)和太(tai)陽能發電(dian)(dian)合計裝(zhuang)機(ji)已(yi)達14.8億(yi)千(qian)(qian)瓦,超過(guo)火電(dian)(dian)14.5億(yi)千(qian)(qian)瓦的裝(zhuang)機(ji)規模(mo),首次成(cheng)為(wei)第一大電(dian)(dian)源。僅新(xin)增裝(zhuang)機(ji)中,風光新(xin)能源就(jiu)占比86.7%,新(xin)增容量(liang)(liang)達7433萬(wan)千(qian)(qian)瓦,全口徑發電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)總容量(liang)(liang)已(yi)突(tu)破34.3億(yi)千(qian)(qian)瓦。【注:截止(zhi)6月底,光伏裝(zhuang)機(ji)11億(yi),風電(dian)(dian)裝(zhuang)機(ji)6.7億(yi)】
“這組數字背后(hou),是電力系統特性的(de)根本性改變(bian)(bian)。”趙(zhao)俊(jun)屹強調,這種(zhong)變(bian)(bian)革體現在四個維度(du):
電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子(zi)(zi)特性凸顯:大量(liang)風光電(dian)(dian)源接入使傳統慣量(liang)型同(tong)步系統的(de)耦(ou)合機(ji)制被改(gai)寫,電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子(zi)(zi)化設(she)備已(yi)替(ti)代約45%的(de)傳統慣量(liang)機(ji)組功能,系統穩定運(yun)(yun)行的(de)底層邏輯正在重構。實時運(yun)(yun)行中,過半省級電(dian)(dian)網實時電(dian)(dian)力電(dian)(dian)子(zi)(zi)化發電(dian)(dian)功率遠超機(ji)械慣量(liang)發電(dian)(dian)容(rong)量(liang)。
資源(yuan)主(zhu)導系(xi)(xi)統運(yun)行:盡管風光發電(dian)(dian)(dian)量僅(jin)占總(zong)發電(dian)(dian)(dian)量兩成左右,卻主(zhu)導了電(dian)(dian)(dian)力系(xi)(xi)統的(de)運(yun)行節奏。“風光大發時段(duan)出(chu)力盈余導致棄(qi)(qi)風棄(qi)(qi)光,出(chu)力驟降時又引(yin)發供電(dian)(dian)(dian)缺口,系(xi)(xi)統陷入促(cu)消保(bao)供的(de)雙重(zhong)壓力。”某省(sheng)(sheng)級電(dian)(dian)(dian)網的(de)案例顯示(shi),其用電(dian)(dian)(dian)負荷(he)3800萬千(qian)(qian)瓦,而風光裝機達6300萬千(qian)(qian)瓦,這種“裝機倒掛”現象已在全國過半省(sheng)(sheng)份出(chu)現。
并網(wang)(wang)形態深度下沉:與火電(dian)機組向超高壓(ya)大容量發(fa)展(zhan)的趨勢不同,80%以(yi)上的風光項目(mu)接入(ru)220千伏(fu)及以(yi)下電(dian)網(wang)(wang),甚(shen)至深入(ru)110千伏(fu)、35千伏(fu)配(pei)網(wang)(wang)層級。“過(guo)去(qu)配(pei)網(wang)(wang)關注的是(shi)負荷擾(rao)動,現在(zai)新能(neng)源已成為主動擾(rao)動源,傳統電(dian)網(wang)(wang)管理手段必(bi)須隨(sui)之調整。”
多(duo)元(yuan)(yuan)化技(ji)術(shu)支(zhi)撐(cheng)需求迫切:趙俊屹認(ren)為,新能源(yuan)雖裝機(ji)領先,但“只有電量沒(mei)有質(zhi)量”,缺乏系統支(zhi)撐(cheng)能力。預(yu)計到2025年(nian)底,全(quan)國發(fa)電裝機(ji)將超(chao)38億千(qian)瓦(wa),其中太(tai)陽能發(fa)電達11億千(qian)瓦(wa),風(feng)電6.4億千(qian)瓦(wa),煤電占比(bi)將降至三分(fen)之一左右。“如此高(gao)比(bi)例的(de)新能源(yuan)接入(ru),必須依靠多(duo)元(yuan)(yuan)化技(ji)術(shu)構建穩定支(zhi)撐(cheng)體系。”
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新型電力系統亟待加強調節資源:安全與平衡的雙重挑戰
“高比例新能(neng)源(yuan)(yuan)帶(dai)來(lai)的,是電力(li)系統慣量水平低、調(diao)頻能(neng)力(li)差、抗擾(rao)性(xing)弱的系統性(xing)問題(ti)。”趙俊(jun)屹直言,風光(guang)等(deng)可(ke)再生能(neng)源(yuan)(yuan)采用最大功率(lv)跟蹤(zong)(MPPT)控制模式(shi),不(bu)參與(yu)電網頻率(lv)耦(ou)合,既無慣量響應也無一次調(diao)頻能(neng)力(li),這使得系統穩定儲備急劇下降(jiang)。
他列(lie)舉了多(duo)起國際(ji)重大(da)(da)電(dian)網事故警示行業(ye):2019年英國東(dong)電(dian)網友好性(xing)不足導致大(da)(da)規模(mo)(mo)停電(dian);2016年南(nan)澳(ao)電(dian)網因(yin)風電(dian)機組大(da)(da)規模(mo)(mo)脫網,頻(pin)率跌至(zhi)47Hz以下,供電(dian)中斷50小時;2015年錦蘇特高壓(ya)直(zhi)流雙極閉鎖(suo)引發華東(dong)電(dian)網0.41Hz頻(pin)率偏移;2025年西班牙、葡萄(tao)牙電(dian)網事故影響5000萬人(ren)供電(dian),經濟損失(shi)達10億(yi)歐(ou)元。“這些案(an)例(li)印證了國際(ji)能(neng)源署的(de)警示——可再生能(neng)源主導電(dian)網時,若傳(chuan)統發電(dian)過早退(tui)出且缺(que)乏(fa)替代方案(an),電(dian)網平衡將面臨系統性(xing)挑戰。”
當前電(dian)(dian)力系(xi)統(tong)正處(chu)于構建關(guan)鍵期(qi),呈現(xian)(xian)三(san)大特(te)征:全(quan)國(guo)大電(dian)(dian)網實施統(tong)一調度與(yu)分層協調,市場化機制(zhi)逐步普及,全(quan)國(guo)統(tong)一電(dian)(dian)力市場加速形成;系(xi)統(tong)運(yun)行(xing)工況更趨極端,呈現(xian)(xian)高擾(rao)動風險(xian)與(yu)低(di)慣(guan)量儲備狀態(tai),電(dian)(dian)壓(ya)、頻率事故隱患(huan)加劇;能源“三(san)重困境”凸顯——如(ru)何平衡綠色低(di)碳(tan)、經濟(ji)高效與(yu)安全(quan)穩(wen)定的關(guan)系(xi),成為系(xi)統(tong)建設的核心命(ming)題(ti)。
圖(tu):系統建設(she)的(de)基本原則
“政(zheng)策層面已做出積極響應。”趙俊(jun)屹介紹(shao),2025年出臺的(de)一(yi)系(xi)列文(wen)(wen)件為(wei)電(dian)力系(xi)統(tong)(tong)調節資源(yuan)優(you)化(hua)提供(gong)了(le)制度保障:2月(yue)《關(guan)于(yu)深化(hua)新能(neng)源(yuan)上網電(dian)價(jia)市(shi)(shi)場(chang)化(hua)改革促進新能(neng)源(yuan)高質(zhi)量發展(zhan)的(de)通(tong)知》(136號(hao)文(wen)(wen))強調市(shi)(shi)場(chang)化(hua)引(yin)導(dao),制止政(zheng)策性強配;4月(yue)《關(guan)于(yu)全面加(jia)快電(dian)力現貨市(shi)(shi)場(chang)建(jian)(jian)設(she)工作(zuo)的(de)通(tong)知》(394號(hao)文(wen)(wen))推動(dong)全國(guo)統(tong)(tong)一(yi)電(dian)力市(shi)(shi)場(chang)建(jian)(jian)設(she);近(jin)日(ri)《電(dian)力輔(fu)助服(fu)務(wu)市(shi)(shi)場(chang)基本規(gui)則(ze)》(411號(hao)文(wen)(wen))則(ze)構建(jian)(jian)了(le)統(tong)(tong)一(yi)規(gui)范(fan)的(de)輔(fu)助服(fu)務(wu)市(shi)(shi)場(chang)體系(xi),優(you)化(hua)價(jia)格形成與費用傳導(dao)機制。
他(ta)特別(bie)指出,411號文作(zuo)為首個國家層面電(dian)力輔助(zhu)服務市場(chang)化規則,其核心價值(zhi)在于推動各(ge)地(di)市場(chang)規范統一,并強化與電(dian)能量(liang)市場(chang)的統籌(chou)銜接,“這為光(guang)熱發電(dian)等(deng)靈活調節資源提供了(le)價值(zhi)實現的制度基礎。”
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光熱發電技術價值構建:從清潔發電到系統支撐
在(zai)趙俊屹看來,光熱發電是破(po)解新型電力系(xi)統(tong)調節(jie)難題的(de)關鍵選項。他系(xi)統(tong)梳(shu)理了光熱發電的(de)技術價值優勢:
清潔(jie)(jie)綠色(se)與(yu)系(xi)(xi)統(tong)支(zhi)撐(cheng)兼(jian)備:作為(wei)可再生(sheng)能源(yuan),光熱發(fa)電輸(shu)出工頻三相交流電,具備優良的(de)電力品(pin)質,能為(wei)系(xi)(xi)統(tong)提供穩定的(de)電壓、頻率和慣量支(zhi)撐(cheng),是(shi)兼(jian)具清潔(jie)(jie)屬(shu)性與(yu)系(xi)(xi)統(tong)保(bao)障能力的(de)“雙優電源(yuan)”。
調節能(neng)力遠超傳(chuan)統機組:光熱發(fa)電(dian)(dian)的(de)(de)調節幅度(du)和(he)速度(du)顯著優于燃煤火(huo)電(dian)(dian)機組,可快(kuai)速響應(ying)電(dian)(dian)網負荷(he)變(bian)化,適應(ying)多變(bian)的(de)(de)電(dian)(dian)力市場(chang)需(xu)求(qiu),在現貨電(dian)(dian)能(neng)量(liang)市場(chang)與調頻(pin)調壓輔(fu)助(zhu)服務市場(chang)中均(jun)具競爭(zheng)力。
同(tong)步技術成熟可(ke)靠:采用三相同(tong)步機(ji)械慣量發電技術,為系(xi)統(tong)(tong)提(ti)供堅實的(de)穩定支撐,堪稱電力系(xi)統(tong)(tong)的(de)“壓艙石”和“安全衛(wei)士”。
存儲性能(neng)(neng)經(jing)濟穩定:相較于新(xin)(xin)型(xing)電力儲能(neng)(neng),光(guang)熱發電的儲熱系統更穩定,經(jing)濟性更優,尤其(qi)適合長(chang)時儲能(neng)(neng)場景,能(neng)(neng)有效平抑新(xin)(xin)能(neng)(neng)源的波(bo)動(dong)性。
多(duo)能互補適應性強:技術特性使其(qi)可(ke)與(yu)光伏、風電、氫能等多(duo)種能源形式協同(tong),適應多(duo)源互聯場(chang)景,助力能源結(jie)構(gou)優(you)化(hua)。
“光熱發(fa)電(dian)需正視自(zi)身短板并積極改進(jin)。”趙俊屹客觀指出,其工藝鏈長、轉換環節多(duo),涵蓋光學、熱物理(li)至發(fa)電(dian)熱能動力學等多(duo)個(ge)領域,需通(tong)過材料研發(fa)、制造能力提升(sheng)與(yu)系(xi)統(tong)集成優(you)化(hua)持(chi)續突(tu)破(po)(po)。“規模化(hua)應用是破(po)(po)局關鍵——大容量機組與(yu)多(duo)項目并行推進(jin),將(jiang)加速技術(shu)復(fu)制與(yu)成本(ben)下(xia)降,推動光熱發(fa)電(dian)進(jin)入(ru)商業(ye)化(hua)運營新(xin)階段(duan)。”
他強調,光熱(re)發電(dian)的定(ding)位不(bu)應局限于(yu)“清潔能(neng)源(yuan)生(sheng)產器(qi)”,更應是“新型電(dian)力系統穩定(ding)調節器(qi)”。“這(zhe)種雙(shuang)重屬性決定(ding)了其價值(zhi)不(bu)僅(jin)體現在(zai)電(dian)能(neng)貢獻,更在(zai)于(yu)系統支撐,這(zhe)與抽水蓄能(neng)的應急(ji)保障(zhang)功能(neng)類似,應建立(li)合理的價值(zhi)補(bu)償機制。”
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建議及總結:共筑光熱發電發展新生態
針對(dui)光熱發電的未(wei)來發展,趙(zhao)俊屹提出四(si)項核心建(jian)議:
堅(jian)持創新發展(zhan)與提質降本(ben):產(chan)業需聚焦技術創新,在聚光集熱、儲(chu)熱材料(liao)、系(xi)統集成等關鍵領域(yu)突(tu)破,同時通過規模(mo)化應用降低單(dan)位(wei)成本(ben),提升整體競(jing)爭力。
強化電(dian)網支(zhi)(zhi)持與(yu)市(shi)場(chang)銜接:電(dian)網企業(ye)應(ying)旗幟鮮明地支(zhi)(zhi)持具備系統穩定支(zhi)(zhi)撐與(yu)調節能力(li)的(de)光熱項目(mu),在調度運行中給予合理傾(qing)斜,促(cu)進其與(yu)電(dian)能量市(shi)場(chang)、輔助(zhu)服務(wu)市(shi)場(chang)的(de)高效(xiao)銜接。
推動多元投資(zi)與經營(ying):發電企業應立(li)足長遠,實(shi)施多種經營(ying)策略(lve),探索“光熱+光伏”“光熱+氫能”等多能互補模式,分散(san)投資(zi)風險,拓展收益(yi)渠道。
加大政(zheng)府政(zheng)策保(bao)障力度:政(zheng)府需充分認(ren)識光熱發(fa)電(dian)的(de)特殊價(jia)值(zhi),將(jiang)其納入能源發(fa)展重點規劃,通過容量電(dian)價(jia)、輔助服(fu)務補償等政(zheng)策工(gong)具,構建穩定的(de)收益(yi)預期,為產(chan)業發(fa)展保(bao)駕護航。
“光(guang)熱發電是目前看來替代燃(ran)煤火電機組的最佳技(ji)術(shu)路徑。”趙俊屹總結道,經過十余年發展,光(guang)熱發電已實現技(ji)術(shu)迭代、裝備提(ti)升與(yu)人才儲(chu)備,其清潔發電與(yu)系統(tong)支撐的雙(shuang)重功能得到充分(fen)驗(yan)證。隨著新型電力(li)系統(tong)進(jin)入高質(zhi)量發展深水區,火電逐步退出留出的市場空間(jian),將為光(guang)熱發電創(chuang)造(zao)歷史性機遇。
“當電力(li)(li)市(shi)場難以平衡、系統(tong)穩定面臨挑戰(zhan)時(shi),正是(shi)光(guang)熱(re)發電發揮價值的(de)時(shi)刻。”他堅信,隨著現貨市(shi)場與輔助服(fu)務市(shi)場的(de)成熟(shu),光(guang)熱(re)發電將憑借(jie)全品質的(de)保障性(xing)、支(zhi)撐性(xing)與調(diao)節性(xing),在能源轉型中扮(ban)演關鍵(jian)角色,為構建安全、綠色、高(gao)效(xiao)的(de)新(xin)型電力(li)(li)系統(tong)貢獻核(he)心(xin)力(li)(li)量。