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日前，在由中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計院有限公司、國家太陽能光熱產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、CSPPLAZA光熱發(fā)電平臺共同主辦、首航高科能源技術(shù)股份有限公司聯(lián)合主辦的2022中國風(fēng)光熱互補新能源基地開發(fā)大會上，中國電建集團(tuán)西北勘測設(shè)計研究院有限公司新能源工程院總工程師周治就《西北地區(qū)新能源大基地建設(shè)實施技術(shù)要點》作了主題報告。

圖：周治作主題發(fā)言

周治指出，風(fēng)光熱多能互補基地模式可充分利用光伏、風(fēng)電等的低度電成本補貼光熱，用光熱發(fā)電的可調(diào)度性補充光伏、風(fēng)電的不可調(diào)度性，既可在一定程度上緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力，也可使目前度電成本較高的光熱發(fā)電技術(shù)仍有機會保持一定的規(guī)模增量，從而帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展，通過規(guī)模化、市場化建設(shè)加速技術(shù)迭代，迅速降低成本，使光熱發(fā)電在未來新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

周治認(rèn)為，大基地建設(shè)實施要重點注意如下幾方面：

1、具備經(jīng)濟性是項目落地實施的前提；如果希望光熱發(fā)電能夠更好的發(fā)揮調(diào)峰作用，首先就要想方設(shè)法通過技術(shù)創(chuàng)新、規(guī)?；ㄔO(shè)、整體系統(tǒng)集成優(yōu)化、建設(shè)管理和運維水平提升等多方位、多角度降低風(fēng)電、光伏的度電成本，為光熱電站的建設(shè)創(chuàng)造更大的補貼空間。

同時，應(yīng)將整個風(fēng)光熱多能互補項目作為一個有機整體來考慮，統(tǒng)一規(guī)劃公用設(shè)施、統(tǒng)一測算經(jīng)濟指標(biāo)、統(tǒng)一進(jìn)行運維管理，降低項目整體成本。

2、規(guī)劃設(shè)計階段需要：注重太陽能資源（DNI）的準(zhǔn)確測量和評估、注重對當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)條件的調(diào)查和落實、注重光熱發(fā)電技術(shù)路線的研究和選擇；

3、施工建造階段需要：注重選擇適合自身的光熱電站建設(shè)管理模式、注重國產(chǎn)化關(guān)鍵設(shè)備的選擇、注重光熱發(fā)電項目特有設(shè)施設(shè)備的建設(shè)質(zhì)量管控；

4、運行維護(hù)階段需要：注重光熱發(fā)電專業(yè)運維團(tuán)隊建立和培養(yǎng)、注重鏡面清潔度的保持、注重熔鹽泵閥等特殊設(shè)備的精細(xì)化巡檢和維護(hù)、注重多云工況下運行策略優(yōu)化和操作水平提升、注重前端聚光集熱系統(tǒng)和后端汽輪發(fā)電系統(tǒng)的耦合匹配、注重整體系統(tǒng)自動化、數(shù)字化、智能化水平提升。

更多精彩內(nèi)容，請閱讀下面刊出的周治的演講全文：

周治：尊敬的各位領(lǐng)導(dǎo)，各位專家，朋友們，大家下午好！

今天我非常榮幸能夠在這個大會上和大家共同探討一下西北地區(qū)新能源大基地建設(shè)實施的技術(shù)要點。

第一、企業(yè)簡介。

中國電建西北勘測設(shè)計院成立于1950年，為中國電建集團(tuán)核心成員企業(yè)之一。

主營業(yè)務(wù)方向為水電與抽水蓄能、新能源與電力、水利與生態(tài)環(huán)境、城鄉(xiāng)建設(shè)與基礎(chǔ)設(shè)施四大領(lǐng)域，是集勘測設(shè)計、工程總承包、投資運營于一體的科技型工程公司。

公司持有工程勘察、工程設(shè)計、工程監(jiān)理、工程咨詢資信評價“四綜甲”資質(zhì)資信。

公司擁有“國家級企業(yè)技術(shù)中心”、“國家能源水電工程技術(shù)研發(fā)中心高邊坡與地質(zhì)災(zāi)害研究治理分中心”、“國家水能風(fēng)能研究中心西北分中心”、“博士后科研工作站”、“陜西省企業(yè)技術(shù)中心”、“陜西省水生態(tài)環(huán)境工程技術(shù)研究中心”、“院士專家工作站”、“中國電建太陽能熱發(fā)電工程研究中心”、“國家儲能技術(shù)產(chǎn)教融合創(chuàng)新中心（共建）”等創(chuàng)新平臺，是“西北旱區(qū)生態(tài)水利國家重點實驗室”“中國電建水環(huán)境治理研究（實驗）中心”共建單位。

第二、政策背景及建設(shè)目標(biāo)。

政策背景這塊前面各位專家都講的比較多了，建設(shè)目標(biāo)方面按照我們自己的一些理解，風(fēng)電、光伏配套儲能的大基地發(fā)展模式應(yīng)該是西北地區(qū)新能源發(fā)展的一條重要路徑，在新能源整體無補貼發(fā)展的政策背景下，國家和地方的能源主管部門創(chuàng)新性地提出了光伏+光熱，風(fēng)電+光伏+光熱一體化的發(fā)展模式。

我認(rèn)為這樣做的目的應(yīng)該是充分利用光伏、風(fēng)電低度電成本來補貼光熱，用光熱發(fā)電的可調(diào)度性補充風(fēng)電、光伏的不可調(diào)度性，既可以在一定程度上緩解電網(wǎng)調(diào)峰壓力，也可使目前度電成本較高的光熱發(fā)電技術(shù)仍有機會保持一定的規(guī)模增量，從而帶動產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同發(fā)展，通過規(guī)模化、市場化建設(shè)加速技術(shù)迭代，迅速降低成本，使光熱發(fā)電在未來新型電力系統(tǒng)中發(fā)揮應(yīng)有的作用。

第三、大基地建設(shè)實施技術(shù)要點。

目前已經(jīng)有相當(dāng)多的項目正在實施，我們認(rèn)為首先具備經(jīng)濟性是項目落地實施的前提。鑒于以上的建設(shè)目標(biāo)，如果希望光熱發(fā)電能夠發(fā)揮更好地發(fā)揮調(diào)峰作用，首先就是要想方設(shè)法通過技術(shù)創(chuàng)新，規(guī)模化建設(shè)、整體系統(tǒng)集成優(yōu)化、建設(shè)管理和運維水平提升等多方位、多角度降低風(fēng)電、光伏的度電成本，為光熱電站的建設(shè)創(chuàng)造更大的補貼空間。

光伏和風(fēng)電是制造業(yè)屬性非常重的兩個行業(yè)，風(fēng)電光伏的成本主要取決于組件和風(fēng)機的價格，在系統(tǒng)集成能做的事情也有。

比如在光伏方面，可以使用更高效的組件、創(chuàng)新的支架形式（實現(xiàn)更低的成本、更高的發(fā)電量）、精細(xì)化設(shè)計、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)管理等。

風(fēng)電方面，可能主要還是單機容量的大型化，主要材料的輕量化，以及智慧風(fēng)電廠相關(guān)的措施。

還有應(yīng)該統(tǒng)籌考慮，把整個風(fēng)光熱多能互補的項目作為一個有機的整體來考慮，統(tǒng)一規(guī)劃公用設(shè)施，統(tǒng)一測算經(jīng)濟指標(biāo)，統(tǒng)一進(jìn)行運維管理，通過這些來降低項目的整體成本。

在規(guī)劃設(shè)計階段，可能要注意以下幾點。

第一、注重太陽能資源DNI的準(zhǔn)確測量和評估。目前我們國家的氣象站基本上沒有DNI的實測數(shù)據(jù)，目前DNI的數(shù)據(jù)來源主要來源于衛(wèi)星反演數(shù)據(jù)和一些商業(yè)化軟件提供的數(shù)據(jù)。

這樣的話多數(shù)據(jù)源比較或者建立自己的測光站就非常重要了，右邊的圖是我們自己在西北地區(qū)的一些DNI比較好的地區(qū)做了一些測量；不過它的點的密度還是比較稀疏，空間代表性有待于進(jìn)一步提升，測量時間也比較短，最長的數(shù)據(jù)有3年多，在時間序列上的代表性可能也要和反演數(shù)據(jù)，衛(wèi)星數(shù)據(jù)，包括商業(yè)化的數(shù)據(jù)結(jié)合進(jìn)行使用。

在已有的數(shù)據(jù)分析階段，我們的法向直接輻射和光伏所用的總輻射應(yīng)該采用同一時段的同一套數(shù)據(jù)，不能是光伏去評估光伏的8760小時的發(fā)電量，光熱用另外一套DNI的數(shù)據(jù)來評估光熱的數(shù)據(jù)，最后有可能發(fā)生什么情況呢？光伏的數(shù)據(jù)顯示今天是晴天，但是DNI的數(shù)據(jù)顯示今天是多云或者陰天，這樣光伏光熱的互補性最后結(jié)論可能會出現(xiàn)問題。

第二個，應(yīng)該注重對當(dāng)?shù)亟ㄔO(shè)條件的調(diào)查和落實，比如常規(guī)的要素，像用地，用水，防洪等等。對光熱來說影響比較大的因素也要關(guān)注，比如多云的天氣，另外大風(fēng)的情況，沙塵的情況，鏡面結(jié)霜以后，光熱系統(tǒng)也無法集熱，上述因素都會對聚光集熱系統(tǒng)收集熱量產(chǎn)生影響。

還有一個就是注重光熱發(fā)電技術(shù)路線的研究和選擇，今天下午各個技術(shù)路線大家都已經(jīng)有所了解。四種技術(shù)路線的優(yōu)缺點和應(yīng)用場景不一樣，塔式、槽式、線性菲涅爾式在技術(shù)經(jīng)濟性方面的主要差異，在當(dāng)前熔鹽價格較高的背景下，降低儲熱系統(tǒng)成本使得三種技術(shù)路線優(yōu)缺點鮮明。如果用導(dǎo)熱油來作為傳熱介質(zhì)（熔鹽作為儲熱介質(zhì)），導(dǎo)熱油的上限400℃左右，熔鹽的上限可以到580℃，整個（儲熱介質(zhì)）的顯熱熱量沒有用到，這樣會使儲熱系統(tǒng)的成本——熔鹽量大幅的增加，所以這是和我們第一個關(guān)注經(jīng)濟性的初衷會有一些沖突。

導(dǎo)熱油槽和導(dǎo)熱油線菲應(yīng)用都比較成熟，但儲熱系統(tǒng)投資較高；熔鹽槽系統(tǒng)成熟度有待提升，熔鹽線菲已有規(guī)?；\行業(yè)績，但二者在高溫時均存在集熱損失較大的問題。由于他們兩者都采用真空集熱管，集熱管外圍玻璃管需要通過抽真空防止熱量散失；熱量散失有傳導(dǎo)、對流和輻射三種途徑，對于前兩種途徑真空完全可以解決，但輻射跟溫度的四次方成比例關(guān)系，它在高溫的時候，都會存在集熱損失比較大的問題。熔鹽塔式技術(shù)難度比較高，目前有些吸熱器材料尚不能完全國產(chǎn)化，但是在其他很多方面我們目前已經(jīng)做的非常好了。

在具體的項目實踐中，各種新技術(shù)，新思路在不斷的涌現(xiàn)，因此，應(yīng)該根據(jù)具體的項目位置，資源特點，還有應(yīng)用場景選用合適的技術(shù)路線。

在施工建造階段，首先要注重選擇適合自身的光熱電站的建設(shè)管理模式，傳統(tǒng)的設(shè)計采購施工模式，在面對光熱發(fā)電技術(shù)門檻比較高、建設(shè)周期要求非常短（原來說兩年，目前可能在兩年的基礎(chǔ)上進(jìn)一步壓縮）、施工路徑交叉多，系統(tǒng)構(gòu)造復(fù)雜的光熱發(fā)電項目建設(shè)中，對建設(shè)管理的能力提出了比較高的要求，EPC模式比較好的發(fā)揮了總承包商的技術(shù)管理優(yōu)勢，能夠達(dá)到比較好的保質(zhì)量，防風(fēng)險，降成本的目的，比較適合現(xiàn)階段光熱發(fā)電電站的建設(shè)，當(dāng)然可以根據(jù)具體的情況，采取其他的建設(shè)模式。

還有注重國產(chǎn)化關(guān)鍵設(shè)備的選擇，熔鹽泵閥在第一批示范項目里都是采用進(jìn)口，通過首批示范項目，有一些示范項目大膽的使用了國產(chǎn)的熔鹽泵閥，目前整個的應(yīng)用情況看，已經(jīng)能夠證明它的質(zhì)量和使用效果其實不遜于國外的品牌，同時其價格相較國外品牌大幅降低、售后服務(wù)響應(yīng)非常及時。尤其在疫情的情況下，很多國外的品牌一旦發(fā)生問題，相關(guān)的服務(wù)人員無法及時到位，導(dǎo)致整個項目就得停產(chǎn)等著，還有其它各種各樣的問題；另外它的備品備件，經(jīng)濟性也比較好，國外的備品備件的成本非常高，這個應(yīng)該大家可能各自都有各自的體會。建議后續(xù)項目中，大力推進(jìn)國產(chǎn)化關(guān)鍵設(shè)備的應(yīng)用。

此外，還要注重光熱發(fā)電項目特有的設(shè)備設(shè)施的建設(shè)質(zhì)量的管控，比如說在塔式光熱發(fā)電項目中，吸熱塔的施工，因為它屬于高層結(jié)構(gòu)，屬于危險性比較大的分部分項工程，要對它的施工特別關(guān)注。還有吸熱器的安裝和吊裝，熔鹽儲罐以及熔鹽系統(tǒng)的施工，這些都是相對于常規(guī)系統(tǒng)比較新的東西，另外還有系統(tǒng)的整體調(diào)試，特別要注重如上這些方面。

在運行維護(hù)階段，應(yīng)該注重光熱發(fā)電專業(yè)運維團(tuán)隊的建立和培養(yǎng)，盡管說我們光熱發(fā)電和火電的后端的常規(guī)島大部分相同，但是前端系統(tǒng)的運維理念有很大的不同；因為太陽輻射資源是轉(zhuǎn)瞬即逝的，必須按照“搶”陽光的模式，首先想方設(shè)法的把太陽能量收集到儲熱系統(tǒng)，只有到了儲熱系統(tǒng)，剛才（其它專家）說到的調(diào)峰等等一系列的，當(dāng)（電力）系統(tǒng)需要光熱發(fā)電來響應(yīng)的時候，才有可能做出相應(yīng)的動作。

整個運維團(tuán)隊必須要熟悉光熱發(fā)電的系統(tǒng)特點，轉(zhuǎn)變運維理念和操作習(xí)慣，時刻保持設(shè)備的良好狀態(tài)，把集熱、儲熱、換熱、發(fā)電合理調(diào)度配合，才能盡快渡過光熱發(fā)電的性能爬升期。

比較重要的一點是要注重鏡面清潔度的保持，西北沙漠、荒漠、戈壁地區(qū)一大特點就是風(fēng)沙大，日間氣溫變化劇烈，鏡場的清潔度和故障率是影響系統(tǒng)整體運行和發(fā)電量的首要因素。比如初始清潔度是0.85左右，定制鏡在野外環(huán)境放置8天以后，清潔度大約會降到0.67，因此連續(xù)、不間斷的清洗對于光熱電站發(fā)電量的影響非常大。

注重熔鹽泵閥等特殊設(shè)備的精細(xì)化巡檢和維護(hù)，在這個系統(tǒng)中，最容易出故障出問題的地方主要在泵閥部件，泵閥部件應(yīng)該是進(jìn)行有計劃的定期保養(yǎng)維護(hù)，確保人牽著設(shè)備走。比如不要等到白天正在發(fā)電，突然某一個關(guān)鍵閥門出了問題，這時所有發(fā)電前端都得卸鹽，要處理故障，但是這個時候白天的資源已經(jīng)走掉了，所以需要時刻保持設(shè)備的良好狀態(tài)，為聚光集熱系統(tǒng)搶太陽能資源創(chuàng)造條件。

注重多云工況下運行策略優(yōu)化和操作水平的提升，在多云天氣下，太陽能資源的間歇性和波動性比較強，對于塔式在保證吸熱器安全的前提下，應(yīng)盡可能多的收集太陽輻射能量，減少設(shè)備啟停及疏鹽次數(shù)。加強鏡場與吸熱器耦合，有效利用資源預(yù)測和云預(yù)測的工具，最大限度收集資源提供合格品質(zhì)的熔鹽，高效發(fā)電。

這是我們自主研發(fā)的一套仿真系統(tǒng)對整個電站在多云情況下的運行狀況做的仿真的分析，可以看到，在多云天氣的時候，資源波動比較劇烈，左邊是明顯的多云天氣，鋸齒狀的快速的波動，如果要維持吸熱器出口熔鹽溫度穩(wěn)定，熔鹽的流量就需要隨時的跟著調(diào)整，但是這個資源波動的速度非?？?，熔鹽流量的調(diào)整上限和下限還有調(diào)節(jié)的速率均受到設(shè)備的限制，并且人工難以預(yù)測后續(xù)資源的變化，因此出口鹽溫往往是難以保證的。

還要注重前端聚光集熱系統(tǒng)和后端汽輪發(fā)電系統(tǒng)的耦合匹配。首批示范項目大多數(shù)是按照日間發(fā)電來設(shè)計的，當(dāng)前端鏡場開機以后，后端的汽輪發(fā)電機組應(yīng)該及時的啟動，否則到了下午的時段，有可能熔鹽罐已經(jīng)儲滿了，冷鹽罐沒有鹽，從而引起集熱系統(tǒng)被迫停機引起棄光。在保障熔鹽泵工作安全和儲罐散熱損失維持在合理水平的前提下，設(shè)置合理的儲罐最低液位（盡量把熔鹽罐的液位盡量降低，充分發(fā)揮它的可用的鹽的鹽量），充分發(fā)揮設(shè)計儲熱能力，避免或盡量減少儲罐棄光問題；儲罐的棄光問題主要是指明明有光但是儲罐已經(jīng)存滿了。

還有就是光熱汽輪機宜盡量減少系統(tǒng)啟動和停機次數(shù)，減少無謂的熱量消耗。目前第一批項示范項目的汽輪機還沒有完全按照調(diào)峰的工況來運行，所以在我們第二批大基地的里面，可能光熱汽輪機就得按照頻繁的啟停運行了。這樣一來，首先熱耗肯定會有增加，對汽輪機來說也是一個考驗。

最后一點，注重系統(tǒng)的自動化，數(shù)字化和智能化的水平提升，光熱發(fā)電系統(tǒng)需要通過高水平的運行，實現(xiàn)多變復(fù)雜的太陽輻射資源與具有一定熱慣性的熱力系統(tǒng)設(shè)備之間的耦合。人工手動操作的方式難以應(yīng)對光熱電站中各種復(fù)雜運行工況，亟需提升電站自動化水平，充分利用項目的實際運行數(shù)據(jù)，選擇合理的運行策略，并通過DCS系統(tǒng)實時做出動作。

最后，簡單做個小結(jié)，通過首批光熱示范項目的建設(shè)運行，產(chǎn)業(yè)鏈上下游企業(yè)均在各自領(lǐng)域內(nèi)積累了相當(dāng)多的經(jīng)驗，“看不到的風(fēng)險是最大的風(fēng)險”，只要在項目建設(shè)的前期，充分、細(xì)致的評估整個系統(tǒng)各個環(huán)節(jié)可能出現(xiàn)的問題，充分吸收和借鑒已建項目的建設(shè)運行經(jīng)驗并加以改進(jìn)，新一批新能源大基地的建設(shè)完全能夠?qū)崿F(xiàn)既定的建設(shè)目標(biāo)。太陽能熱發(fā)電在構(gòu)建以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)中的作用和價值也將不斷凸顯，必會在“碳達(dá)峰、碳中和”目標(biāo)的實現(xiàn)過程中發(fā)揮應(yīng)有的作用！

謝謝！