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CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道：當(dāng)前，我國能源轉(zhuǎn)型深入推進(jìn),清潔低碳發(fā)展步伐不斷加快，但隨著新能源裝機(jī)規(guī)模和占比的不斷提升，電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行面臨的挑戰(zhàn)越來越大。

如何實(shí)現(xiàn)中長期能源轉(zhuǎn)型發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，突破以風(fēng)電、光伏為主的新能源的大規(guī)模并網(wǎng)瓶頸，成為當(dāng)下必須破解的現(xiàn)實(shí)課題。

作為集儲(chǔ)能與發(fā)電于一身的可再生能源發(fā)電方式，在新的能源大環(huán)境下，光熱發(fā)電在電力系統(tǒng)中的地位需要被重新審視。

光熱發(fā)電在電力系統(tǒng)中的定位

中國電力科學(xué)研究院新能源研究中心主任、教授級(jí)高工王偉勝認(rèn)為，太陽能熱發(fā)電是優(yōu)質(zhì)電源，其功率調(diào)節(jié)和電壓支撐能力，對(duì)構(gòu)建新能源電力系統(tǒng)至關(guān)重要，需要科學(xué)論證其在可再生能源發(fā)展戰(zhàn)略中的地位。

國網(wǎng)能源研究院新能源與統(tǒng)計(jì)研究所所長李瓊慧強(qiáng)調(diào)，一方面，與其他波動(dòng)性發(fā)電相比，太陽能熱發(fā)電最大優(yōu)勢(shì)是能夠配備儲(chǔ)熱裝置，通過與儲(chǔ)熱系統(tǒng)聯(lián)合運(yùn)行，顯著平滑發(fā)電出力，減小出力波動(dòng)，同時(shí)提高系統(tǒng)運(yùn)行靈活性；另一方面，光熱發(fā)電能夠彌補(bǔ)風(fēng)電、光伏發(fā)電的波動(dòng)特性，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性及消納波動(dòng)電源的能力。

據(jù)王偉勝介紹，中國電科院開發(fā)了新能源生產(chǎn)模擬系統(tǒng)（REPS），融入光熱運(yùn)行模型，能夠開展含光熱、光伏、風(fēng)電、儲(chǔ)能等多類型電源的生產(chǎn)模擬研究。通過不同模式下的仿真分析，可以看到光熱發(fā)電對(duì)提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的重要作用。

首先，同等容量300MW的光熱發(fā)電和光伏發(fā)電相比較，光熱的同步發(fā)電機(jī)能夠?qū)ο到y(tǒng)電壓控制提供支撐能力，對(duì)系統(tǒng)暫態(tài)壓升起到一定抑制作用。

其次，在300MW風(fēng)電場增加了150MW光熱發(fā)電后，光熱的同步發(fā)電機(jī)在直流換相失敗故障下，能夠快速提供暫態(tài)無功支撐，對(duì)風(fēng)電場的暫態(tài)過電壓起到一定抑制作用。

最后，在短路比為2、存在振蕩現(xiàn)象的300MW風(fēng)電場，接入150MW的光熱發(fā)電，可將風(fēng)電場短路比提升1.5倍左右，次/超同步振蕩問題得以消除。

李瓊慧提及，根據(jù)國外相關(guān)研究，美國國家可再生能源實(shí)驗(yàn)室以加州可再生能源配額為32%的系統(tǒng)構(gòu)成為基礎(chǔ)，通過設(shè)立以下4種場景新增發(fā)電容量，滿足加州1%的負(fù)荷需求，從而分析可再生能源配額達(dá)到33%情況下，通過模型量化和場景對(duì)比，分析太陽能熱發(fā)電的電力系統(tǒng)價(jià)值。

表：NREL光熱發(fā)電系統(tǒng)價(jià)值分析結(jié)果

從移峰填谷來看，含儲(chǔ)熱的光熱發(fā)電系統(tǒng)的能量價(jià)值比常規(guī)電源高$6/MWh，比光伏發(fā)電高$12/MWh。如果允許提供備用容量，則含儲(chǔ)熱的光熱發(fā)電的系統(tǒng)價(jià)值將增加$17/MWh。綜合來看，光熱發(fā)電的運(yùn)行和容量價(jià)值為$80/MWh~$135/MWh。

光熱電站作為靈活調(diào)節(jié)電源的可行性

浙江中控太陽能技術(shù)有限公司總裁徐能表示，現(xiàn)階段，與光伏和風(fēng)電一樣，光熱電站可以盡可能在白天多發(fā)電（仍是一種電量補(bǔ)充），利用儲(chǔ)能在晚高峰繼續(xù)發(fā)電，有別于光伏成為穩(wěn)定可控電源。

下階段，光熱發(fā)電可以發(fā)揮儲(chǔ)能優(yōu)勢(shì)，成為清潔的靈活調(diào)節(jié)電源，具體表現(xiàn)為：

與光伏、風(fēng)電混合發(fā)電，取代部分火電和天然氣調(diào)峰電源，可逐步實(shí)現(xiàn)按照調(diào)峰電價(jià)平價(jià)上網(wǎng)——在高比例清潔電源背景下，通過光熱電站機(jī)組的出力調(diào)節(jié)，滿足電力系統(tǒng)負(fù)荷需求。

表：光伏、風(fēng)電、光熱的出力特征

未來，作為理想的基荷電源和調(diào)峰電源，光熱可以取代火電，尤其是取代與光伏和風(fēng)電配套建設(shè)的火電，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)能源轉(zhuǎn)型及太陽能資源高效利用，替代煤電成為電力系統(tǒng)壓艙石。

光熱發(fā)電助力高比例可再生能源外送

電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院原副院長孫銳指出，在我國光資源、土地資源比較豐富的西部地區(qū)，已投運(yùn)和規(guī)劃建設(shè)多個(gè)特高壓電力外送通道，在這些地區(qū)有序建設(shè)太陽能發(fā)電基地，并利用這些電力外送通道可實(shí)現(xiàn)更高比例可再生能源輸送。

以新疆哈密送電到江蘇±800kV輸電通道為例，設(shè)計(jì)輸電功率800萬千瓦，為保證受電地區(qū)的供電可靠性，電源配置原則為可靠電源功率不低于600萬千瓦，年輸電量約440億千瓦時(shí)，分4種不同的電源配置方案（見下表）。

通過比較4種方案中可以看出，在目前的輸電模式下（第一種方案），新能源的電量占比約為44%。煤電在沒有CCS的情況下，發(fā)電成本是最低的，有了CCS以后成本大幅上升（注：上述成本預(yù)算是到按照2030年，包括光熱電價(jià)、光伏和蓄電池儲(chǔ)能電價(jià)都在下降的結(jié)果來計(jì)算）。

總體而言，采用煤電+風(fēng)電+光伏的電源配置方案，輸送新能源電力的比重難以繼續(xù)提高；增設(shè)光熱發(fā)電裝機(jī)以后，相比光伏+儲(chǔ)能的配置方案，其在輸電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性上更好；若采用光熱發(fā)電替代全部的燃煤機(jī)組，則可實(shí)現(xiàn)100%的新能源電力輸送，其經(jīng)濟(jì)性是最好的。

光熱電站作為靈活調(diào)節(jié)電源的經(jīng)濟(jì)性

多能互補(bǔ)是提高可再生能源消納能力的重要手段。其中，最典型案例是國家首批多能互補(bǔ)示范工程之一的魯能海西700MW風(fēng)光熱儲(chǔ)多能互補(bǔ)集成優(yōu)化示范工程。

該工程中光熱調(diào)峰前度電成本為1.1307元/kWh，調(diào)峰后度電成本降低約0.0453元/kWh，為1.0854元/kWh，低于目前國家首批光熱電站上網(wǎng)電價(jià)。

表：該工程中光熱電站調(diào)峰前后度電成本變化示意圖

由此可見，光熱電站參與調(diào)峰不僅可顯著減少棄風(fēng)棄光電量，而且可創(chuàng)造良好收益，為建立輔助服務(wù)市場為光熱調(diào)峰提供一定補(bǔ)貼政策提供了一種參考模式，同時(shí)也提高了光熱機(jī)組參與調(diào)峰的積極性和主動(dòng)性。

徐能也表達(dá)了類似的觀點(diǎn)。以2025年我國西北部某省綜合能源基地光熱調(diào)峰電站為例，通過特高壓直流輸電通道，將光熱發(fā)電與煤電、風(fēng)電、光伏發(fā)電打捆外送到東部某省份。

在此條件下，光熱發(fā)電利用儲(chǔ)能提高高峰時(shí)段發(fā)電量比例，減少低谷時(shí)段的發(fā)電量比例，為風(fēng)電和光伏讓路，同時(shí)保證風(fēng)電、光伏、火電、輸配電、售電側(cè)價(jià)格水平不變。

他進(jìn)一步表示，傳統(tǒng)概念的調(diào)峰光熱電站因調(diào)峰需求導(dǎo)致棄光，發(fā)電量減少，較多影響經(jīng)濟(jì)性。為適應(yīng)新的調(diào)峰需求，在對(duì)光熱電站系統(tǒng)設(shè)計(jì)進(jìn)行調(diào)整后，用于調(diào)峰的光熱電站經(jīng)濟(jì)性受調(diào)峰影響較小。

根據(jù)方案2，光熱機(jī)組在低谷、平段、高峰的上網(wǎng)電價(jià)和發(fā)電量計(jì)算加權(quán)平均上網(wǎng)電價(jià)為0.773元/kWh，大于10%內(nèi)部收益率對(duì)應(yīng)上網(wǎng)電價(jià)0.760元/kWh。從表格中看出，通過系統(tǒng)優(yōu)化，調(diào)峰對(duì)于光熱電站經(jīng)濟(jì)性沒有大的障礙。