【資料圖】

清華大學(xué)對外發(fā)布的研究成果顯示，2050年我國能源消費(fèi)總量約相當(dāng)于50億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，非化石能源消費(fèi)占比達(dá)到85%，煤炭消費(fèi)占比下降到5%；2050年我國一次能源用于發(fā)電的比重將達(dá)到85%，非化石能源電量在總電量中的占比將超過90%。據(jù)專家預(yù)測，2050年風(fēng)電和太陽能發(fā)電裝機(jī)將超過40億千瓦，占比將超過66%。這給電力系統(tǒng)的安全可靠性帶來了巨大挑戰(zhàn)。

火電機(jī)組會由傳統(tǒng)的提供電力、電量的主體能源，逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橄螂娏ο到y(tǒng)提供可靠容量、調(diào)峰調(diào)頻等輔助服務(wù)的基礎(chǔ)性、支撐性、靈活性調(diào)節(jié)電源。我國將實現(xiàn)在役煤電機(jī)組“靈活性調(diào)峰常態(tài)化”發(fā)展。

“沙戈荒”大型風(fēng)光電基地建設(shè)對煤電機(jī)組的要求是用于新能源發(fā)電間歇性、不穩(wěn)定性的調(diào)整。我們對煤電機(jī)組的設(shè)計和新技術(shù)的發(fā)展提出了目標(biāo)規(guī)劃。先進(jìn)煤電技術(shù)深度調(diào)峰能力，目前規(guī)劃達(dá)到15%到100%。煤電機(jī)組的變負(fù)荷速率目標(biāo)從常規(guī)的5%盡可能提高到10%?！吧掣昊摹贝笮惋L(fēng)光電基地建設(shè)，可以選擇百萬千瓦、60萬千瓦乃至30萬千瓦等容量的多樣化機(jī)型，按新能源基地規(guī)模的30%到40%配置調(diào)峰型火電。

哈電集團(tuán)提出了15%～100%深度調(diào)峰技術(shù)的新型技術(shù)路線。2021年，哈電集團(tuán)將“15%低負(fù)荷深度調(diào)峰技術(shù)研究”列為重大科技專項，由哈爾濱汽輪機(jī)廠有限責(zé)任公司、哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司、哈爾濱發(fā)電機(jī)廠有限責(zé)任公司聯(lián)合研發(fā)，從調(diào)峰能力、變荷和速率等關(guān)鍵性指標(biāo)入手，對火電廠主機(jī)設(shè)備進(jìn)行了全系列技術(shù)升級研發(fā)?，F(xiàn)整套技術(shù)已完成研發(fā)并通過驗收，具備工程化應(yīng)用能力。

另一種新型技術(shù)路線是0～100%全負(fù)荷調(diào)峰技術(shù)，哈電集團(tuán)做了三項新技術(shù)設(shè)計。

第一是壓縮空氣儲能與火電機(jī)組耦合調(diào)峰技術(shù)。在整套煤電機(jī)組處于低負(fù)荷、設(shè)備調(diào)峰的極限情況下，通過壓縮空氣耦合的方式提升調(diào)控能力。若電站有更深層次的調(diào)控需求，可以利用冗余電量驅(qū)動壓縮機(jī)壓縮空氣，并通過地面的管線缸進(jìn)行存儲。需要發(fā)電時，可以釋放空氣壓力，再從汽輪機(jī)回?zé)嵯到y(tǒng)里取熱，產(chǎn)生高溫高壓空氣進(jìn)入透平膨脹做功，實現(xiàn)發(fā)電上網(wǎng)。

第二是熔鹽儲能與火電耦合調(diào)峰技術(shù)。當(dāng)進(jìn)行0～15%負(fù)荷調(diào)峰時，機(jī)組進(jìn)入熔鹽儲能模式。機(jī)組仍保持15%低負(fù)荷運(yùn)行，所發(fā)電力一部分用于驅(qū)動水泵、引風(fēng)機(jī)、送風(fēng)機(jī)等附屬設(shè)備，另一部分用于加熱熔鹽、存儲高溫?zé)崮?。發(fā)電耗盡后機(jī)組實現(xiàn)“零”功率上網(wǎng)。

第三是抽水蓄能與火電機(jī)組耦合調(diào)峰技術(shù)。用電低谷期，火電機(jī)組發(fā)出的多余電能用于抽水蓄能機(jī)組從下水庫向上水庫抽水蓄能，并維持抽水蓄能電站廠用電；用電高峰期，抽水蓄能機(jī)組利用上庫的水發(fā)電。增設(shè)抽水蓄能電站，既能發(fā)電調(diào)峰，又能抽水填谷。發(fā)電和抽水過程中，均可進(jìn)行調(diào)頻調(diào)相。

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