最近琐事很多,每每要写文章的时候总是静不下来,系列文章搁置了好久。
在上一篇系列文章中,提到了破解目前能源紧张的三个要点,引用如下:加快火电机组建设,即使建而不用,也要在关键时刻能够作为基础电源。
加快火电灵活性改造,让更多的存量和新增电站具有调峰能力。
改善火电企业盈利水平,让血亏多年的火电企业有能力开发新能源。
今天的系列文章就来谈谈第二点,即火电灵活性改造未来的发展前景,主要要解决是什么和怎么做两个问题。
什么是灵活性改造?关于灵活性改造,没有找到非常权威的定义,大家基本上认可的灵活性改造定义是:电力系统为了保持电力供需动态平衡,经济地调用各类灵活性资源以应对电源、电网及负荷不确定性的能力。
用通俗一点的话来讲,灵活性改造分为两个方面,即向上调节和向下调节。
为了方便理解,附上一张示意图。
由于目前全年用电量已经从几年前的6万亿度电,上升到目前的8万亿度电。
因此目前的发用电市场,特点已经发生了本质上的变化,可以概括为以下几个:峰值高、波动大(不稳定能源占比高)。
向上调节:供给小于需求时,呈现缺负荷状态,机组开启输出电力,弥补负荷缺口。
向下调节:供给大于需求时,呈现负荷过剩,减少火电机组出力。
火电灵活化机组强项在于发电即向上调节,而在负荷过剩阶段的向下调节则意义不大。
打个形象的比方,火电调节机组更像平时用的干电池强在放电。
当需要充电的时间段,其他形式的储能(抽水蓄能、电化学储能)则更加占优。
除了比较充放电和调峰能力,度电成本也是目前需要考虑的因素之一。
从上面的度电成本来看,火电和抽水蓄能的成本是最低的。
而从最适合的角度来看,燃气有不可比拟的优势。
那么,为什么火电灵活性改造需要被提上议事日程?因为摆在眼前最现实的问题,是要解决每年冬夏两季用电高峰期的用电负荷缺口。
除了考虑经济性之外,还要考虑时效性。
而从缓解用电紧张的紧迫性的角度,最现实的方案,就是存量机组做灵活性改造,以及新建带调峰功能的机组,首先做好基础负荷的保障。
如何做灵活性改造?火电机组大体有两种分类:纯凝机组和热电联产机组。
根据不同机组的特性,做火电灵活性改造的思路大不相同。
用简单一点的语言来说,纯凝机组所有蒸汽都用于发电,而热电联产机组首先满足供热余下部分用于发电。
纯凝机组改造由于纯凝机组所有蒸汽都用来发电,因此可调节空间最大,灵活度最高。
改造的重点,主要有三点。
提高深度调峰能力、提高响应速度、解决低负荷条件下的机组运行问题。
热电联产机组改造所谓热电联产机组,就是既生产电能,又利用汽轮发电机作过功的蒸汽对用户供热的机组。
一个典型的热电联产机组结构如下图:热电联产机组,由于其以热定电的特点,需要在供热期间满足一定的供热需求,因此调峰深度很难提升。
因此,热电联产机组改造的重点,在于热电解耦。
热电解耦有很多种技术路线,但是其核心思路在于给热电联产机组加装一套储能系统,使其在全负荷运行时储热,低负荷运行时放热。
写在最后综合来看,国内用电量绝对值不断增加、供给侧可再生能源不稳定性增强、极端天气和工业生产带来的峰值缺负荷,共同形成了区域性、周期性的用电紧张。
而火电灵活性改造,解决了机组低负荷运行下的煤耗不经济问题,同时作为备用电源增强了电源的基础供给量。
大量新能源装机并网,亟需解决的消纳和稳定性问题,火电灵活性改造不失为一种两全其美的解决方案。