CSPPLAZA光热发电网讯：6月12日，2023中国国际光热大会暨CSPPLAZA第十届年会在浙江杭州盛大召开，电力规划设计总院高级顾问孙锐出席会议并作主题为《光热发电在新能源基地中的功能和设计要点及开发方式探讨》的报告，重点探讨了光热发电在新能源基地中的设计要点及开发方式。

图：孙锐

孙锐指出，今年3月20日，国家能源局综合司发布了28号文，文中明确提出了在“十四五”期间争取每年开工300万千瓦，这标志着我国光热发电进入了规模化发展的新阶段。要落实这样的发展目标，使光热发电更好地发挥其技术优势，需要改变光热发电项目的开发模式并建立电价传导机制。目前正在开展新能源基地的建设中包含29个光热发电项目，总装机容量达到3.3GW，基本上沿用了多能互补一体化项目的模式，将新能源基地分解为若干个多能互补一体化建设项目。

孙锐认为，在缺乏发光热发电上网电价传导机制的情况下，采用光伏、风电、光热打捆多能互补一体化项目方式，通过光伏和风电的利润空间来弥补光热发电的亏损，对缓解光热发电产业链的生存危机产生了积极作用，但也带来一些新的问题。

一体化项目中的光伏、风电与储能和光热发电的容量配比，是根据目前的上网电价、按照满足投资方的最低收益要求确定的，并没有考虑新能源基地输出的电力品质要求。在多能互补一体化项目中，光热发电按照当地燃煤发电的基准上网电价是亏损的，需要通过风电和光伏发电的利润空间来弥补。因此，投资方为了达到合理的投资收益，只能大幅削减光热发电的投资，聚光集热系统的容量大幅度缩减，导致光热发电机组的发电量和灵活调节功能大打折扣，丧失了长时储能的技术优势（很多光热发电机组的年利用小时数仅为1300小时，扣除检修25天后的全年日平均利用小时数仅3.8小时）。可以预见，这些新能源基地投运后，弃风率和弃光率将显著增高是难以避免的。

光热发电在新能源基地中的功能

▋电力系统面临的挑战与对策

根据相关的预测，要实现2060年碳中和的目标，即时我国风电和太阳能发电的装机容量占比要达到75%—80%，这给电力系统提出了巨大的挑战。光伏发电和风电的出力具有随机性、波动性和间歇性，随着容量占比的不断增大，电力系统供电的可靠性不断下降；随着火电装机容量的下降，系统的转动惯量越来越小，对电力系统安全性的不利影响越来越大；具有同步发电机功率输出特性的灵活调节电源容量占比不断下降，系统的电力平衡难以保证。因此，构建新型电力系统的任务十分艰巨。

为满足电力系统安全稳定运行和可靠供电的需要，储能将会与电源、电网、负荷并列成为新型电力系统的第四个要素，具有同步发电机功率特性的低碳灵活调节电源将成为新型电力系统不可或缺的重要支撑。

图：不同储能方式

光热发电集发电和储能为一体，采用交流同步发电机，可以连续24小时发电，因此，它比其他储能方式更具有技术优势。

▋光热发电在系统中的功能定位

光热发电在新能源基地中的功能定位如何？孙锐给出了以下回答：

新能源基地中若没有生物质发电，光热发电则是唯一可以连续稳定24小时发电的电源。它可以发挥调峰、调频、提供转动惯量和旋转备用的功能。如果利用抽水蓄能或压缩空气储能替代光热发电的功能，则需要多台相同容量机组接力运行，其装机容量是光热发电的2-3倍，会显著提高新能源基地的发电成本。

如上图所示，其他储能方式都需要经过储能过程和释能过程的循环，单台机组无法实现24小时连续发电。而光热发电可以像燃煤发电机组那样连续24小时发电，在新能源基地电力输出缺乏时段，它可以满出力运行，其他时段可以将出力降至15%，持续提供转动惯量并作为旋转备用，为系统提供可靠的电力支撑。另一方面，在极端气象条件下，风电和光伏发电受阻、储能电站无能可储的情况下，光热发电机组可以利用天然气发电，保证有一定功率的电力输出，与建设天然气发电机组相比，仅需要在光热电站中增设天然气加热熔盐系统，备用成本低。

光热发电的设计要点和项目开发方式

▋光热发电的设计要点

孙锐强调，光热发电项目必须要根据新能源基地系统研究确定的功能定位和技术要求进行设计，主要有以下几个要点：

1）按照连续24小时发电的功能要求，配置聚光集热系统和储热系统的容量。有日照条件下机组的日利用小时数大小于10小时（5~6小时满功率运行，19~18小时低功率旋转备用）;

2）光热发电机组的年出力曲线要尽可能平缓；

3）宜设置电加热系统，以便在无光、有风的气象条件下，利用风电储热；在光伏弃光的情况下利用光伏储热；

4）当新能源基地需要光热电站在连续2天以上无光、无风的极端气象条件下仍要有一定的功率输出，需要设置天然气熔盐加热系统，使机组仍然可以提供电力。

▋光热发电项目的开发方式

孙锐表示，光热电站的系统配置非常灵活，完全可以根据新能源基地对其功能要求进行系统配置。然而，不同的系统配置对光热发电机组性能和发电成本的影响很大。采用目前的多能互补一体化模式难以保证光热发电发挥其技术优势，新能源基地的电力输出也难以满足要求，因此需要对新能源基地的开发方式进行调整。具体办法如下：

1）建立光热发电上网电价的传导机制是解决光热发电高质量发展的当务之急，也是构建新型电力系统不可或缺的政策措施。

2）以上网电价为标的、采用竞价招标方式选择电源开发商是大势所趋。对于新能源基地中的各种类电源和储能项目，在完成系统研究后，可以分类别进行竞价招标。通过竞价招标，确定上网电价和开发商，是电源上网电价市场化改革的方向。

3）将峰谷分时销售电价模式向上传导至电源上网侧，可有效激励电源参与系统调峰，是电源上网电价反应供求关系的最佳模式。