發(fā)布者:CSPPLAZA | 來(lái)源:CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng) | 0評(píng)論 | 8907查看 | 2015-06-30 15:37:00
CSPPLAZA光熱發(fā)電網(wǎng)報(bào)道:中國(guó)國(guó)際光熱電站大會(huì)暨CSPPLAZA年會(huì)2015于6月25~26日在京盛大召開(kāi),電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副院長(zhǎng)孫銳出席本屆大會(huì)并發(fā)表演講。孫銳在演講中闡明了中國(guó)光熱發(fā)電目前面臨的挑戰(zhàn),并就加快推進(jìn)中國(guó)太陽(yáng)能熱發(fā)電工程建設(shè)提出了幾點(diǎn)指導(dǎo)意見(jiàn)。
下面刊出的是孫銳演講的主要內(nèi)容(注:本文根據(jù)速記和錄音資料整理,文章內(nèi)容未經(jīng)演講者本人審閱):
大家上午好,非常高興在這里向各位領(lǐng)導(dǎo)和專家交流一下對(duì)太陽(yáng)能熱發(fā)電的看法。PPT文件,我準(zhǔn)備四方面的內(nèi)容,由于時(shí)間的關(guān)系,前面挑重點(diǎn)介紹一下,重點(diǎn)介紹第四部分的內(nèi)容。
剛才梁司長(zhǎng)、石參事已經(jīng)講過(guò)了,發(fā)展可再生能源是我國(guó)的能源戰(zhàn)略,最終實(shí)現(xiàn)可再生能源替代化石能源,其中可再生能源發(fā)電要發(fā)揮主導(dǎo)的作用,當(dāng)然也有其他的包括生物柴油等等,但是發(fā)電是最容易實(shí)現(xiàn)的方式。在我國(guó)能源戰(zhàn)略的指導(dǎo)下,和相關(guān)政策的激勵(lì)下,這幾年可再生能源發(fā)電有了可喜的成績(jī),現(xiàn)在光伏已經(jīng)超過(guò)三千萬(wàn),風(fēng)電已經(jīng)超過(guò)一個(gè)億了。

圖:電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院副院長(zhǎng)孫銳發(fā)表演講
但是我們面臨的挑戰(zhàn)依然是非常嚴(yán)峻的,主要是由于風(fēng)電和光伏間歇式能源的特殊性。2014年電力發(fā)展的情況,到2014年底風(fēng)電9500多萬(wàn),太陽(yáng)能發(fā)電2600多萬(wàn),這是到年底的數(shù)字,太陽(yáng)能發(fā)電里主要是光伏,剛才王主任已經(jīng)介紹了。預(yù)期將來(lái)到2020年初步測(cè)算,太陽(yáng)能發(fā)電將達(dá)到一個(gè)億,風(fēng)電達(dá)到兩個(gè)億,光熱發(fā)電其中是差不多一千萬(wàn),當(dāng)然還在研究的過(guò)程中還沒(méi)最后的確定。這兩個(gè)要分開(kāi),因?yàn)樗鼈儌z的電力品質(zhì)不一樣,在電力平衡的時(shí)候確定裝機(jī)容量的時(shí)候是不一樣的,也不可以同等的對(duì)待。
那么現(xiàn)在遇到的最大的障礙就是剛才提到的風(fēng)電和光伏的特性,在這里普及一下電力品質(zhì)的一些相關(guān)知識(shí),因?yàn)槲覀兒芏鄰氖绿?yáng)能熱發(fā)電行業(yè)的人對(duì)電力品質(zhì)認(rèn)識(shí)不足。電力的生產(chǎn)和消費(fèi)是同一時(shí)刻完成的,這和其他的行業(yè)是不同的,所以它一定要保持整個(gè)電網(wǎng)里的系統(tǒng)機(jī)組所有的出力和現(xiàn)在電網(wǎng)用電的負(fù)荷每時(shí)每刻保持平衡。這個(gè)速度是非??斓模娏鞯膫鞑ナ请姶挪ǖ膫鞑シ绞?,和光速是一樣的,每秒鐘30萬(wàn)公里,我們國(guó)家東西邊境、南北邊境也就五千多公里,不到20毫秒的時(shí)間電流從東到西已經(jīng)傳遞到了。這個(gè)平衡必須每時(shí)每刻都保持,如果不平衡的話,電力品質(zhì)就會(huì)變化,最直接的是,周波50赫茲,如果供大于求,周波就要上漲;如果供低于求,周波就要下降。這樣的變化對(duì)我們整個(gè)電網(wǎng)用電設(shè)備都會(huì)造成影響,這幾年由于電力充足大家沒(méi)有這樣的體會(huì),在上世紀(jì)70年代缺電的時(shí)候大家都會(huì)知道,經(jīng)常拉閘限電,就是因?yàn)楣┑陀谇罅?,如果不保持平衡、不限制?fù)荷的話電壓會(huì)下降,最后所有的電網(wǎng)里用電設(shè)備全部會(huì)損害,在以前70年代發(fā)生過(guò)電視機(jī)、電動(dòng)機(jī)等等都燒了,這對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行安全是非常至關(guān)重要的。正是由于這種特點(diǎn),為什么現(xiàn)在發(fā)生棄風(fēng)、棄光,這不是人為的,因?yàn)榧夹g(shù)的特性使平衡打破了,雖然是綠色能源要優(yōu)先調(diào)度,但是要保證電力可靠供應(yīng)、保證系統(tǒng)的安全不至于系統(tǒng)瓦解,沒(méi)辦法就要棄掉。
蒙西電網(wǎng)上午的高峰10點(diǎn)種、下午高峰是8點(diǎn)鐘,機(jī)組所有的出力按照這個(gè)要調(diào)整,用電高峰要增加出力。對(duì)于間歇式的發(fā)電,沒(méi)辦法人為的增加出力的條件,是靠老天爺控制的,不同的日期,同樣的電網(wǎng),同樣的風(fēng)機(jī)裝機(jī)容量,風(fēng)電的出力表現(xiàn)的差別非常大。下邊這一條一天沒(méi)風(fēng),上面的紅色到晚上七點(diǎn)多鐘突然一路下滑就沒(méi)有了,這個(gè)時(shí)候如果突然的下去,馬上其他的電網(wǎng)里機(jī)組要馬上彌補(bǔ)它的缺失,馬上要漲上去。
再看一下光伏,這張圖片就是我們這個(gè)月去內(nèi)蒙阿拉善調(diào)研時(shí)拍下的,10萬(wàn)千瓦光伏電站,目前電網(wǎng)系統(tǒng)只能讓它發(fā)5萬(wàn),就是因?yàn)殡妶?chǎng)系統(tǒng)調(diào)解不了,有太陽(yáng)的情況下四月六號(hào)的一個(gè)曲線,大家可以看,晚上在五點(diǎn)鐘左右負(fù)荷降低到40%,在六點(diǎn)降到20%,到七點(diǎn)就沒(méi)有了,電力系統(tǒng)晚高峰是八點(diǎn),正好需要電的時(shí)候它下去了。

圖:蒙西電網(wǎng)某光伏電站出力曲線(2015年4月6日光照條件好)

圖:蒙西電網(wǎng)某光伏電站出力曲線(2015年5月28日光照條件不好)
5月28日當(dāng)天有云的情況下,如圖,波動(dòng)是非常大的,從正中午的100%一下子波動(dòng)到40%,它的波動(dòng)意味著其他的機(jī)組要彌補(bǔ)它的波動(dòng),也要跟著波動(dòng)。常規(guī)的火電、水電機(jī)組是根據(jù)負(fù)荷的變動(dòng)來(lái)主動(dòng)調(diào)節(jié),但是光伏、風(fēng)電不但不能根據(jù)負(fù)荷主動(dòng)調(diào)整,它自己在那里波動(dòng),這樣給電網(wǎng)調(diào)解運(yùn)行帶來(lái)了非常大的沖擊。目前主要靠電網(wǎng)里的火電機(jī)組來(lái)調(diào),它掉下去以后馬上用火電來(lái)頂,那么這樣的話在確定電網(wǎng)里裝機(jī)容量的時(shí)候、做電力平衡的時(shí)候風(fēng)電、光伏由于它的不可靠性是不能做數(shù)的,所以等于風(fēng)電光伏并沒(méi)有頂替燃煤機(jī)組的裝機(jī)容量。所以我們每天晚上最高峰的時(shí)候裝機(jī)容量要比最高的時(shí)候要高,但是風(fēng)電和光伏不能算數(shù),因?yàn)橛袝r(shí)候有、有時(shí)候沒(méi),所以火電照常要裝。
那么這樣帶來(lái)的問(wèn)題,就是風(fēng)電、光伏裝的再多,火電的裝機(jī)容量沒(méi)有下來(lái),但是火電的發(fā)電量下來(lái)了,它裝上了是備用而且是旋轉(zhuǎn)備用,不是說(shuō)就停在那里,而是需要轉(zhuǎn)動(dòng)的,負(fù)荷是最低燃煤負(fù)荷,當(dāng)風(fēng)電、太陽(yáng)能沒(méi)有的時(shí)候能馬上再啟動(dòng),這樣的話風(fēng)電機(jī)組年均的供電煤耗率是很高的,因?yàn)槿甑陌l(fā)電量是急速的下降,整個(gè)電網(wǎng)在可再生能源發(fā)電中的風(fēng)電、光伏容量比較大的電網(wǎng)里,火電已經(jīng)出現(xiàn)了虧損,靠這種方式維持電網(wǎng)的運(yùn)行是不可持續(xù)的,如何解決瓶頸、繼續(xù)增大可再生能源發(fā)電的比重呢?必須在系統(tǒng)里增設(shè)儲(chǔ)能電站,一種是建設(shè)抽水儲(chǔ)能電站,是目前世界上最好的儲(chǔ)能方式;第二是建設(shè)鐵鋰蓄電池儲(chǔ)能電站,但是這些目前有一定的問(wèn)題。第一個(gè)抽水蓄能電站雖然技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上也可以,但是很多地方不具備這樣的條件,要求水資源要有高位差,有上位水庫(kù)和下位水庫(kù),蓄電池組目前造價(jià)每千瓦時(shí)4500元,如果光伏電站裝儲(chǔ)能5小時(shí),造價(jià)加上光伏的8500塊錢達(dá)到三萬(wàn)塊錢以上,那么電價(jià)就要翻三四倍了,所以這樣的方式目前也很難實(shí)現(xiàn)。
還有另外一個(gè)辦法,就是我們同樣利用太陽(yáng)能資源這種取之不盡用之不竭的能源,改變它的方式是太陽(yáng)能熱發(fā)電,太陽(yáng)能熱發(fā)電又有哪些優(yōu)勢(shì)、能不能解決這些問(wèn)題呢?太陽(yáng)能熱發(fā)電的優(yōu)勢(shì)在于發(fā)電原理是把太陽(yáng)光通過(guò)聚光的技術(shù)變成熱,再把熱變成功帶動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電,它的特性和火力發(fā)電基本上是完全一致的,所以它是非常具備調(diào)節(jié)功能的機(jī)組,可以通過(guò)儲(chǔ)熱系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)發(fā)電,儲(chǔ)熱的成本是很低的。通過(guò)增大聚光系統(tǒng)、吸熱系統(tǒng)、儲(chǔ)熱系統(tǒng)的容量,白天汽輪機(jī)組發(fā)電的同時(shí)把多余的熱能儲(chǔ)備,在沒(méi)有陽(yáng)光的時(shí)候發(fā)電,實(shí)現(xiàn)24小時(shí)連續(xù)發(fā)電。
國(guó)際上具有儲(chǔ)熱功能的發(fā)電站,西班牙Andasol,這是世界上最早運(yùn)行的,安裝儲(chǔ)熱系統(tǒng)的電站,從此以后太陽(yáng)能熱發(fā)電進(jìn)入了高速發(fā)展的階段,每年的增長(zhǎng)率都在百分之四五十的比例,和儲(chǔ)熱的系統(tǒng)上來(lái)是有關(guān),西班牙以后建了40多臺(tái)這樣的機(jī)組。

圖:Gemasolar塔式電站一周電力生產(chǎn)曲線
西班牙Gemasolar塔式電站的儲(chǔ)熱時(shí)間達(dá)到15小時(shí),投運(yùn)是2011年,帶七小時(shí)儲(chǔ)熱系統(tǒng),白天儲(chǔ)熱晚上放熱,藍(lán)色是儲(chǔ)熱的曲線,綠色是每天的光照,紅色是機(jī)組發(fā)電功率,一周連續(xù)運(yùn)行出力是非常穩(wěn)定的,而且可以根據(jù)電網(wǎng)調(diào)整參加一次二次調(diào)頻(如上圖)。