談?wù)勑滦蝿菹禄痣婌`活性改造

    長期以來，我國電力市場建設(shè)緩慢，電價和發(fā)用電計劃由政府確定，雖然推動了電力供應(yīng)的持續(xù)增長，但也導(dǎo)致傳統(tǒng)電力粗放式發(fā)展道路、擴張式經(jīng)營模式與清潔可再生能源的矛盾日益尖銳，嚴(yán)重限制了水電、風(fēng)電和太陽能光伏發(fā)電的并網(wǎng)消納和持續(xù)健康發(fā)展。我國雖已擁有全球最大風(fēng)電、光伏裝機容量，但每年棄水、棄風(fēng)、棄光限電量達(dá)到數(shù)百億千瓦時。國家能源局?jǐn)?shù)據(jù)顯示，受上網(wǎng)標(biāo)桿電價調(diào)整影響，今年上半年光伏發(fā)電迎來小高潮。截至今年6 月底，西北電網(wǎng)風(fēng)電及光伏發(fā)電裝機容量合計已達(dá)5937萬千瓦，占全網(wǎng)總裝機容量的29.7%.據(jù)悉，國家能源局已初步考慮，在“十三五”電力規(guī)劃中將2020年風(fēng)電裝機目標(biāo)確定為2.5億千瓦，相當(dāng)于在2015年基礎(chǔ)上翻一番。光伏裝機目標(biāo)則更為宏大，到2020年計劃實現(xiàn)總裝機1.5 億千瓦的目標(biāo)，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(fēng)電、光伏、水電、核電將迎來更大的發(fā)展機遇，將成為“十三五”電力規(guī)劃的亮點。為滿足可再生能源的快速發(fā)展需要，提高可再生能源消納能力，根據(jù)國家“十三五”規(guī)劃綱要：建設(shè)高效智能電力系統(tǒng)，將實施提升電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)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(shù)創(chuàng)新，挖掘燃煤機組調(diào)峰潛力，提升我國火電運行靈活性，全面提高系統(tǒng)調(diào)峰和新能源消納能力，綜合考慮項目業(yè)主、所在地區(qū)、機組類型、機組容量等因素，國家能源局今年6 月28日下發(fā)了《國家能源局綜合司關(guān)于下達(dá)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(chǔ)上，國家能源局綜合司下發(fā)《關(guān)于下達(dá)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(shè)備平均利用小時4329小時，預(yù)計在“十三五”期間將繼續(xù)大幅下降。近期國家陸續(xù)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(wǎng)過渡到競價上網(wǎng)模式，同時可能推進(jìn)建設(shè)多種輔助服務(wù)市場。而目前，我國火電仍實行標(biāo)桿電價上網(wǎng)體制，火電靈活性調(diào)峰等成本相關(guān)政策迫切于今年年底前出臺。根據(jù)近期陸續(xù)出臺的相關(guān)政策，下一步將逐步放開競爭性環(huán)節(jié)價格，加快構(gòu)建有效競爭的市場結(jié)構(gòu)和市場體系，形成由市場決定能源價格的機制。針對東北風(fēng)電、核電快速發(fā)展的實際，新辦法改變了只在火電機組內(nèi)部進(jìn)行補償和分?jǐn)偟哪Ｊ?，將風(fēng)電、核電作為重要市場主體納入調(diào)峰機制，實現(xiàn)風(fēng)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(fā)展不無關(guān)系。與新能源相比，煤電具有較好的調(diào)峰性能。當(dāng)煤電的規(guī)模被控制在一定范圍內(nèi)時，煤電和新能源之間可形成協(xié)作關(guān)系，但當(dāng)煤電規(guī)模超過一定閾值時，兩者之間就會發(fā)展成為競爭關(guān)系。原因在于，當(dāng)新能源在電網(wǎng)中的比例逐漸擴大時，對調(diào)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(diào)節(jié)性的煤電廠就成為了最為現(xiàn)實的可行選擇，而這也是國家近期推進(jìn)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(guī)劃設(shè)計總院、西安熱工研究院、華電電力科學(xué)研究院、國電科學(xué)技術(shù)研究院、上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計研究院、上海電氣、哈汽、煙臺龍源、華北電力大學(xué)、吉林省電力科學(xué)研究院等單位聯(lián)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(fù)荷速度、縮短煤電啟停時間等相關(guān)經(jīng)驗。
    提高火電靈活性，包括改善機組調(diào)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(diào)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(diào)峰能力僅為額定容量的20%.通過靈活性改造，預(yù)期將使熱電機組增加20% 額定容量的調(diào)峰能力，最小技術(shù)出力達(dá)到40%-50% 額定容量；純凝機組增加15%-20% 額定容量的調(diào)峰能力，最小技術(shù)出力達(dá)到30%-35% 額定容量。通過加強國內(nèi)外技術(shù)交流和合作，部分具備改造條件的電廠預(yù)期達(dá)到國際先進(jìn)水平，機組不投油穩(wěn)燃時純凝工況最小技術(shù)出力達(dá)到20%-25%.

    目前主流技術(shù)中，不停爐超低負(fù)荷調(diào)峰技術(shù)可實現(xiàn)火電機組不停爐超低負(fù)荷（20% 額定負(fù)荷）調(diào)峰，實現(xiàn)機組快速爬坡達(dá)到所需負(fù)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(xiàn)“熱電解耦”，在調(diào)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(diào)峰有余量的時段，儲存富裕熱量。對熱電/ 純凝機組本體進(jìn)行深度改造，降低鍋爐最小出力以及機組最小技術(shù)出力，優(yōu)化燃燒器以及給水流量的控制策略，優(yōu)化磨煤機控制策略。通過為間接燃燒系統(tǒng)加裝儲煤設(shè)備、調(diào)整連接方式、降低燃燒系統(tǒng)慣性。為解決電網(wǎng)峰谷差日趨增大而機組調(diào)峰能力不足的問題，深度開發(fā)鍋爐調(diào)峰潛力，在確保鍋爐爐效及環(huán)保設(shè)備全程安全、高效投運的前提下，可實現(xiàn)機組不停爐20% 額定負(fù)荷調(diào)峰，同時，富氧不停爐超低負(fù)荷調(diào)峰系統(tǒng)可全程實現(xiàn)智能指控，調(diào)控及時、迅速，可根據(jù)電網(wǎng)實際需求，快速完成機組啟停及升負(fù)荷過程，大幅縮短機組單次啟停時間及爬坡時間。

    隨著經(jīng)濟發(fā)展，社會對電能的需求不斷增長，電網(wǎng)容量不斷擴大，用電結(jié)構(gòu)亦發(fā)生變化，各大電網(wǎng)的峰谷差日趨增大，電網(wǎng)目前的調(diào)峰能力和調(diào)峰需求之間的矛盾愈發(fā)尖銳，低谷時缺乏調(diào)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(diào)峰調(diào)頻能力的基礎(chǔ)性電源轉(zhuǎn)變。結(jié)合電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力提升工程，充分發(fā)揮火電靈活性改造在提高系統(tǒng)調(diào)峰能力和促進(jìn)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(yīng)電網(wǎng)調(diào)控，將有利于推進(jìn)我國高效智能電力系統(tǒng)建設(shè)。