孙锐详解光热发电在电力系统中的重要性
发布者：本网记者Crystal | 来源：CSPPLAZA光热发电网 | 0评论 | 8359查看 | 2014-08-27 17:38:00
CSPPLAZA光热发电网报道：8月23日，电力规划设计总院副院长兼总工程师孙锐出席在京举办的中国光热发电投融资峰会暨CSPPLAZA年会2014，发表题为《太阳能热发电在电力系统中的作用》的主旨演讲。在长达一个小时的演讲中，孙锐从电力系统的运行特点出发，强调了可调的光热发电在电力系统中的重要性。
社会对光热发电技术须统一认识
孙锐认为，“当前社会上，无论是一些咨询机构、专家还是政府部门，对太阳能热发电的认识上还存在一些误区，提到光热发电，都习惯上拿它与光伏发电作对比，无论是造价还是上网电价，都要比。”
孙锐强调，“我们国家的光热发电之所以一直没有发展起来，和这样的认识是密切相关的，如果我们对光热发电的认识不够正确，无法统一，光热发电产业的发展就不会多顺利。”
光热发电和光伏发电本身属于两种不同质量的发电形式，在市场经济环境下，不同质量的电不能在一个水平上去拼价格。否则就是不科学的。
间歇式发电对电力系统的影响
间歇性可再生能源发电对电力系统的运行有哪些影响？孙锐在本届峰会上对此作了详细阐述，他解释称，“电力系统是由发电厂、输电线路、变电站和全部用电设备共同构成的整体。电力生产和消费在同一时刻完成，发电功率与用电负荷每时每刻保持都要平衡，如果不平衡，电能的质量就会下降，影响电力系统中的所有用电设备的正常工作，严重情况下会造成用电设备损坏，甚至整个电力系统的瘫痪。
图：孙锐副院长发表演讲
孙锐同时以”2012年4月20日内蒙古电网风电出力波动情况“、”蒙西电网典型日风电出力“和”光伏发电的出力波动情况“为例说明了间歇式可再生能源发电对电力系统可能造成的负面影响。孙锐强调，”可再生能源发电出力的波动意味着整个电网其它的电源就要增加出力来弥补可再生能源的波动。风力发电场和光伏发电站发出的电力都是随着资源条件的改变而随机变化的，这种变化是无法人为调解的。”
为了保持电力系统发电出力与用电负荷的平衡，电力系统中其他的电源不仅要跟随用电负荷的变化进行调节，同时，要随着系统内间歇式电源出力的变化进行调节。因此，在间歇式发电容量占比较大的电力系统中，必须增大旋转备用容量，而这样一来系统中燃煤机组的煤耗率就会因此而增高。当电力系统中其他电源的调节还不能满足系统安全运行的条件时，则不得不弃风、弃光。
弃风、弃光问题在我国可再生能源产业发展中已成一大难题，对于电网而言，很多时候其并非不愿接纳价格更高的可再生能源发电，而是出于电网安全的角度考虑，无法接纳。
一个很好的例证是，光伏装机占比全球领先的德国本应减少的煤炭发电量却在2013年达到了自1990年以来的最高值。据德国能源和水工业协会公布的统计数据显示，2013年德国的总发电量中，以褐煤等为燃料的燃煤火电比例达45.5%，同比上升了1.5个百分点。这一现象也被称之为德国的“能源转型悖论”。这一问题的根源即在于德国采用了大量的不稳定的光伏发电来满足电力需求，过度依赖这种不稳定的可再生能源，对电网就会造成较大冲击，在特定的天气条件下，德国只能重启煤电厂来维持电网稳定，满足电力需求。
光热发电的优势
光热发电则是一种可持续的电源。孙锐指出，光热发电对电力系统来讲的优势在于：可根据电网用电负荷的需要，快速的调节汽轮发电机组的出力，即参与电网一次调频和二次调频；根据电网无功功率的平衡情况，参与电网无功功率调解；配置足够容量的储能系统，机组可实现24小时连续运行；稳定的电力输出和良好的调节性能，适于集中大规模建设太阳能发电基地，同时，可替代燃煤机组调节电力系统中风电场造成的发电出力与用电负荷的不平衡，实现太阳能发电和风力发电的稳定外送。
孙锐在演讲中指出，“在我国西部地区，有着丰富的太阳能直接辐射资源，绝大部分土地为戈壁、荒漠，具备建设大型太阳能热发电基地的自然条件。”
同时配有储热系统的太阳能热发电机组具有良好的调节性能，完全可以作为电力系统的主力机组使用，可以实现太阳能发电的稳定外送，并且可替代燃煤机组调节系统中风电场发电出力波动，提高系统中可再生能源发电的比重。
涉及的设备及材料制造水平和生产能力可以满足建设大规模太阳能热发电工程的需要，随着工程项目的增多，会有效带动产业的发展，设备和材料的技术水平会逐渐提高，价格会逐渐下降。
光热发电与光伏发电是互补关系
对于光伏和光热发电的对比问题，孙锐表示，“光伏发电的优点是可利用太阳光的全辐射，不受地域的限制；系统简单、运行维护容易；可实现与建筑物的一体化；不需要水资源；宜于分散设置。缺点是发电功率、电压都随着光照强度改变而随机变化。 若要使光伏发电能够保证稳定的电力输出，并在没有光照的条件下仍然可以连续发电，则必须同步配套建设电池储能系统。”
对于储能型光伏发电和储热型光热发电，哪种发电形式的性价比更高？孙锐给出了具体的答案，“目前阶段，光伏电站的造价约为8600元/kW, 若同步配套储能10小时的铁锂电池组储能系统，储能系统的造价约45000元/kW，则总造价高达53600元/kW，是现在光伏电站造价的6倍多，并且，铁锂电池的寿命只有8年，这显然是不能接受的。”这与储热型光热发电的造价相比，显然也没有竞争性。
孙锐强调，“太阳能热发电与光伏发电都具有各自的优势，只有选用得当，才能扬长避短。在我国西部太阳能直接辐射强度高的地区，建设太阳能发电基地，采用配置足够容量储能系统的太阳能热发电技术具有明显的优势。在全国范围内，利用建筑物屋顶、墙面、闲置的场地和水面，建设分布式太阳能发电项目，光伏发电技术成为首选。”
设备国产化率可达90%以上
孙锐认为，我国光热发电设备的国产化水平已经可以与国际水平公平竞争，欠缺的只是实际运行经验。2014年6月，受国家能源局委托，电规总院与相关单位共同对国内太阳能热发电所需的设备和材料情况进行了调研，调研的结论如下：太阳能热发电所需的设备和材料国产化率可达90%以上；国内生产的关键设备和材料的技术水平，与国际水平相差不大，仅缺少长期运行的检验；国内设备和材料的生产能力完全可以满足需要。
开展示范工程的重要作用
孙锐还表示，“2013年国家能源局委托电规总院组织相关单位，编制了太阳能热发电示范工程的实施方案和技术条件。示范工程的主要作用是：尝试不同的技术路线，寻找出适合中国地理环境和气象条件的最佳方案，积累建设和运行经验，为推广应用打下基础；促进国内设备及材料的研发和批量生产，使产品走向国际市场；通过示范工程的建设和运营，摸清太阳能热发电的成本，为制定标杆电价提供依据。”
促进光热发电发展的几点建议
孙锐最后对促进光热发电产业发展提出了几点建议：电价方面，目前阶段，尚不具备出台标杆电价的条件，但可以出台上网电价的确定原则，建议按照还本付息加投资回报的方式，逐个项目分别确定上网电价。
同时，孙锐还建议设备及材料生产企业，加大研发力度，不断提高产品的性价比，向国际先进水平迈进。建议金融投资机构，对太阳能热发电项目及相关设备及材料制造企业，给予资金上的大力支持，发挥资本的力量。
附：了解关于本届峰会的更多报道请关注峰会专题
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