火电灵活性改造可解决风电并网消纳 根治弃风仍需改革
来源:每日经济新闻 | 0评论 | 3470查看 | 2018-04-09 16:51:51    
       2018年3月,国家发改委、国家能源局印发《关于提升电力系统调节能力的指导意见》(以下简称“意见”),从负荷侧、电源侧、电网侧多措并举,重点增强系统灵活性、适应性,破解新能源消纳难题,推进绿色发展。

  意见要求,实施火电灵活性提升工程。“十三五”期间,力争完成2.2亿千瓦火电机组灵活性改造(含燃料灵活性改造,下同),提升电力系统调节能力4600万千瓦。

  火电灵活性改造对新能源消纳作用几何?4月3日,中国煤控项目、华北电力大学课题组发布了最新研究报告《持续推进电力改革提高可再生能源消纳》(以下简称“报告”)显示,火电灵活性改造可以降低煤电特别是热电机组的最小出力,成为当前解决风电并网消纳的主要措施。

  但报告同时也指出,灵活性改造短期内对风电并网消纳是可行性最高的路径,但不能从根本上解决弃风问题。

  灵活性改造利好风电消纳

  探究火电灵活性改造的作用,首先要看火电与风电、光伏等新能源的关系。

  与新能源等电源相比,火电具有较好的调节能力。当新能源在电网的比例逐渐扩大时,对调峰电源的需求也逐渐升高。同时当火电规模被控制在一定范围内的前提下,煤电和新能源之间可形成协作关系。

  从国际上新能源的消纳与发展经验来看,不难发现风电光伏的成就背后离不开包括火电机组在内的调峰电源的支撑。不过,与国际先进经验相比,我国火电机组由于以煤电为主,还存在灵活性不足的问题,在调峰深度、爬坡速度、快速启停等方面仍有很大提升空间。

  火电灵活性改造,也将提升燃煤电厂的运行灵活性,具体涉及到增强机组调峰能力、改善机组爬坡速度、缩短机组启停时间、增强锅炉燃料灵活可变、实现热电联产机组解耦运行等方面。

  2016年以来,我国已陆续公布了两批火电灵活性改造试点,主要集中在弃风、弃光严重的“三北”地区。

  报告认为,火电灵活性改造,特别是热电解耦改造,可以在供热季保障供热的前提下降低热电机组的最小出力,而“三北”地区弃风以供暖季为主,因此成为当前解决风电并网消纳的主要措施。

  报告以河北北网典型日的数据模拟,灵活性改造前,系统弃风现象比较严重;而灵活性改造后,部分典型日弃风规模有了一定程度减少,部分典型日甚至可实现无弃风。

  从企业层面来看,电厂能否从灵活性改造中获得预期收益是其愿意进行灵活性改造的关键。

  以华能长春热电厂灵活性改造项目为例,在各种模拟情景下,按照现行的深度调峰补偿标准,电厂进行热电解耦改造均可实现盈利。

  分析数据显示,现行标准下,一些项目的灵活性改造投资回收期仅为5年。值得注意的是,该一些试点项目采取合同能源管理模式,电厂不需要增加额外资本投入;另一方面,由于目前灵活性改造项目较少,而深度调峰的补偿标准高,这些因素都给火电厂进行灵活性改造提供了较大的吸引力。

  改革转型解决弃风问题

  在看好火电机组灵活性改造对风电消纳作用的同时,报告也指出,“灵活性改造不能从根本上解决弃风问题。”

  课题组负责人、华北电力大学教授袁家海解释说,根据电网公司的有关测算,即便通过非常全面的灵活性改造,把纯凝机组最小出力由50%降到30%甚至更低,在这样的情况下河北实现零弃风也是做不到的。

  究其原因,灵活性改造可以降低火电最小出力,但供热季的供热约束仍为硬约束,当火电最小开机方式已经可以满足系统负荷时,还是会出现弃风;另一方面,为保证电网安全,火电机组须保证一定的最小开机容量。而且,以煤电为主的电源结构下,即便是在非采暖季,采用启停调峰来接纳风电,无论是从节能还是从污染物排放角度,往往都是得不偿失的。

  不过,袁家海对记者表示,尽管灵活性改造不能从根本上解决弃风问题,但在短期内对风电并网消纳仍然是可行性最高的路径。要根据规划要求,继续部署火电机组尤其是热电联产机组的灵活性改造,增加“三北”地区的调峰能力。

  对于如何从根本上解决弃风弃光问题,报告认为,加快电力市场改革、从计划体制向市场机制转型才是解决弃风问题的根本办法。

  袁家海表示,国外电力市场中并没有深度调峰这一辅助服务,调峰问题是通过现货市场的分时电价,引导市场成员在高峰和低谷时段调整出力(负荷)来解决的。为避免因市场主体自身因素出现的偏差对系统平衡造成冲击,市场主体与系统调度的不平衡责任界面必须明确区分。这意味着加快电力市场的整体设计与联动运作至关重要。

  值得注意的是,报告还指出,随着灵活性改造的项目越来越多,当前过高的补偿标准是不可持续的。因此,一方面有序推进灵活性改造,另一方面不断完善补偿政策,避免价格扭曲,推动补偿报价向均衡点移动,建议修改深度调峰价格机制,变统一出清为按报价出清,这样可以充分发现不同机组的实际深调成本,激励深调成本低、能力大的机组优先调峰。
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