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    聚焦 新形勢下的火電靈活性改造
    發布時間:2016-10-27 有5504人點擊

    長期以來,我國電力市場建設緩慢,電價和發用電計劃由政府確定,雖然推動了電力供應的持續增長,但也導致傳統電力粗放式發展道路、擴張式經營模式與清潔可再生能源的矛盾日益尖銳,嚴重限制了水電、風電和太陽能光伏發電的并網消納和持續健康發展。我國雖已擁有全球最大風電、光伏裝機容量,但每年棄水、棄風、棄光限電量達到數百億千瓦時。國家能源局數據顯示,受上網標桿電價調整影響,今年上半年光伏發電迎來小高潮。截至今年6月底,西北電網風電及光伏發電裝機容量合計已達5937萬千瓦,占全網總裝機容量的29.7%。據悉,國家能源局已初步考慮,在“十三五”電力規劃中將2020年風電裝機目標確定為2.5億千瓦,相當于在2015年基礎上翻一番。光伏裝機目標則更為宏大,到2020年計劃實現總裝機1.5億千瓦的目標,這是截至2015年中國既有光伏裝機總量的3倍??梢?,“十三五”期間中國風電、光伏、水電、核電將迎來更大的發展機遇,將成為“十三五”電力規劃的亮點。為滿足可再生能源的快速發展需要,提高可再生能源消納能力,根據國家“十三五”規劃綱要:建設高效智能電力系統,將實施提升電力系統調節能力專項工程,提升火電運行靈活性成為重點工作之一。

     

      為加快能源技術創新,挖掘燃煤機組調峰潛力,提升我國火電運行靈活性,全面提高系統調峰和新能源消納能力,綜合考慮項目業主、所在地區、機組類型、機組容量等因素,國家能源局今年6月28日下發了《國家能源局綜合司關于下達火電靈活性改造試點項目的通知》,共計16家提升火電靈活性試點項目。今年7月28日,在第一批16個靈活性改造試點項目的基礎上,國家能源局綜合司下發《關于下達第二批火電靈活性改造試點項目的通知》,確定長春熱電廠等6個項目為第二批提升火電靈活性改造試點項目。

     

     2015年,全國6000千瓦及以上火電設備平均利用小時4329小時,預計在“十三五”期間將繼續大幅下降。近期國家陸續出臺了多項重大改革舉措的文件,對我國電力體制和價格機制改革做出了全面部署。未來隨著競爭性電力市場的建立,火電運行方式將逐步由計劃上網過渡到競價上網模式,同時可能推進建設多種輔助服務市場。而目前,我國火電仍實行標桿電價上網體制,火電靈活性調峰等成本相關政策迫切于今年年底前出臺。根據近期陸續出臺的相關政策,下一步將逐步放開競爭性環節價格,加快構建有效競爭的市場結構和市場體系,形成由市場決定能源價格的機制。針對東北風電、核電快速發展的實際,新辦法改變了只在火電機組內部進行補償和分攤的模式,將風電、核電作為重要市場主體納入調峰機制,實現風火、核火之間的互補互濟。

     

      事實上,火電的靈活性改造與我國新能源發展不無關系。與新能源相比,煤電具有較好的調峰性能。當煤電的規模被控制在一定范圍內時,煤電和新能源之間可形成協作關系,但當煤電規模超過一定閾值時,兩者之間就會發展成為競爭關系。原因在于,當新能源在電網中的比例逐漸擴大時,對調峰電源的需求也逐漸升高,而對于以煤炭為主要一次能源的國家而言,高調節性的煤電廠就成為了最為現實的可行選擇,而這也是國家近期推進煤電靈活性改造的主要原因之一。開展示范試點工作的過程中,電力規劃設計總院、西安熱工研究院、華電電力科學研究院、國電科學技術研究院、上海發電設備成套設計研究院、上海電氣、哈汽、煙臺龍源、華北電力大學、吉林省電力科學研究院等單位聯合項目試點單位,積極啟動科研及實施改造的具體方案,鼓勵示范試點電廠積累提高增減負荷速度、縮短煤電啟停時間等相關經驗。

     

      提高火電靈活性,包括改善機組調峰能力、爬坡速度、啟停時間等多個方面。目前,我國純凝機組在實際運行中的調峰能力一般為額定容量的50%左右,典型的抽凝機組在供熱期的調峰能力僅為額定容量的20%。通過靈活性改造,預期將使熱電機組增加20%額定容量的調峰能力,最小技術出力達到40%-50%額定容量;純凝機組增加15%-20%額定容量的調峰能力,最小技術出力達到30%-35%額定容量。通過加強國內外技術交流和合作,部分具備改造條件的電廠預期達到國際先進水平,機組不投油穩燃時純凝工況最小技術出力達到20%-25%。

     

      目前主流技術中,不停爐超低負荷調峰技術可實現火電機組不停爐超低負荷(20%額定負荷)調峰,實現機組快速爬坡達到所需負荷,減少鍋爐啟停時間。針對燃煤機組彈性運行控制、增加儲熱裝置實現“熱電解耦”,在調峰困難時段通過儲熱裝置熱量供熱,降低供熱強迫出力;在調峰有余量的時段,儲存富裕熱量。對熱電/純凝機組本體進行深度改造,降低鍋爐最小出力以及機組最小技術出力,優化燃燒器以及給水流量的控制策略,優化磨煤機控制策略。通過為間接燃燒系統加裝儲煤設備、調整連接方式、降低燃燒系統慣性。為解決電網峰谷差日趨增大而機組調峰能力不足的問題,深度開發鍋爐調峰潛力,在確保鍋爐爐效及環保設備全程安全、高效投運的前提下,可實現機組不停爐20%額定負荷調峰,同時,富氧不停爐超低負荷調峰系統可全程實現智能指控,調控及時、迅速,可根據電網實際需求,快速完成機組啟停及升負荷過程,大幅縮短機組單次啟停時間及爬坡時間。

     

    隨著經濟發展,社會對電能的需求不斷增長,電網容量不斷擴大,用電結構亦發生變化,各大電網的峰谷差日趨增大,電網目前的調峰能力和調峰需求之間的矛盾愈發尖銳,低谷時缺乏調峰手段的問題將更為突出。電力市場化改革的深入以及波動性可再生能源的增多,將使煤電機組逐步由提供電力、電量的主體性電源,向提供可靠電力、調峰調頻能力的基礎性電源轉變。結合電力系統調節能力提升工程,充分發揮火電靈活性改造在提高系統調峰能力和促進新能源消納方面的重要作用,從而提升機組靈活性,得以及時響應電網調控,將有利于推進我國高效智能電力系統建設。


    附:火電靈活性試點改造項目名單




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