光热发电组织掌握新的标准规范

光热发电组织掌握新的标准规范太阳能光热发电是指利用不同类型的聚光装置，将太阳辐射能转换为热能，然后通过常规的热机或其他发电技术将其转换成电能的技术。相比光伏发电，光热发电由于具有储热系统，输出电力稳定，可实现连续发电；具有调峰能力，可根据电网负荷需求调峰；作为同步发电机电源，可为系统提供短路容量，具备电压支撑能力；可参与一次调频和二次调频，并为系统提供转动惯量，增强系统稳定性；基本不产生谐波；作为同步发电机电源，可抑制次同步振荡。按照集热方式与结构的不同，可将光热发电系统分为塔式、槽式、碟式和菲涅尔式四类，其中塔式技术在国内应用最为广泛、槽式和菲涅尔式都有商业应用。据相关机构统计，我国已有光热发电系统中，塔式技术占比约60%，槽式技术占比约28%，线性菲涅尔技术约占12%。而在全球范围内，塔式技术占比20%，槽式技术占比76%。储热系统在太阳能热发电系统中占有十分重要的地位，它关系到整个系统的稳定性和可靠性。目前使用范围最广的储热材料为熔融盐，熔盐具有低的蒸汽压，保证了设备高温下的安全性，有热容量大、粘度低、化学性能稳定、导热系数高、无毒、不易燃易爆等优势。在运行时，光热电站系统可分为3个模块：聚光吸热模块、储热模块和发电模块。太阳能辐射功率PDNI经过聚光集热模块的转化，向导热介质输出热功率Psf；热功率Psf可分为储热功率Pchg和发电热功率Ppb，分别流向储热模块和发电模块；用电高峰时，储热模块中的能量以放热功率Pdsg流向发电模块。每个模块在能量转化、转移和存储的过程中都会有一定比例的能量损失。其中储热模块的存在可以使得光热电站实现光电解偶，在和光伏和风电同时运行时，实现错峰运行。不同时段光热电站内部模块的热功率交换状态众所周知，光伏发电最大的问题就是不稳定。虽然搭配电化学储能，可一定程度改善这个问题，但同样，度电成本也会增加。而光热发电最大的优点，就是稳定性高。因为光热发电，是先通过熔盐吸热来储存热能，在需要时进行发电，所以可不受天气限制，实现连续、稳定、可调度的高品质电力输出。而且，熔盐储能成本低、寿命长，还可与其他热发电有效契合。比如，光伏、风电在弃风弃光时段所产生的电力，可用于加热熔盐储热。因此，光热发电兼具调峰电源和储能的双重功能。光热发电发展历史与现状对太阳能光热发电的研究早在1901年就已经开始，对其深入研究与开发是2006年左右才开始的。从2008年开始全球光热产业进入快速增长阶段，光热装机容量迅速上升。2008年-2014年主要是美国、西班牙光热产业发展繁荣。2016年中国国家能源局公布了20个太阳能光热电站示范项目，中国正式进入大规模商业开发光热电站的阶段。首批示范项目尽管有1.15元/kWh的补贴刺激，但受成本限制以及市场的影响，首批光热示范项目进展并不理想，仅有8个项目实现了并网发电。2020年及之后的新增光热发电项目，补贴支持由中央转到地方。失去国家补贴的支持，初始投资成本较高的光热发电再次迎来压力，发展陷入停滞。随着“双碳”目标的提出，风电、光伏等新能源装机规模大幅攀升，风、光自身间歇性、波动性特征，对电网造成了一定冲击。而光热发电既具有灵活性，又兼具储能特性，能够一定程度解决光伏、风电的间歇性和不确定性，成为三北地区风光基地配套储能的重要路径之一。在第一、二批以沙漠、戈壁、荒漠地区为重点的大型风电光伏基地建设项目清单中已明确了约1500MW光热发电项目。在青海、甘肃、吉林等地已公布的大基地项目中，光热发电规模达到800MW。新疆第二批市场化项目中，光热发电项目规模达到1.65GW。按照甘肃、内蒙古、青海等地在“十四五”可再生能源规划，上述三地“十四五”期间光热发电新增装机规模为2.81GW。合计光热装机总规模在4GW以上。在规模为1GW的光伏+光热项目中，光伏与光热设置比例为9:1或者6:1,储热时长在8-16个小时不等。借着光伏和风电在大基地等项目的高速发展的东风，光热发电装机容量即将迎来高速增长。光热发电市场定位光热发电发展的最大障碍在于度电成本相对较高，最大优势是能够实现长时储能的基础上作为电网调节电源。目前，光热发电成本仍比较高，度电成本约0.65元/千瓦时至0.85元/千瓦时，且技术水平仍需进一步提高，规模化发展是推动光热发电降本增效的最有效手段。随着可再生能源比例不段攀升，以风电、光伏为代表的可再生能源发电机组因其特有的发电原理、并网方式或导致电力系统面临控制、运行、调度等挑战。光热发电的天然解耦性，使其储能灵活配置。光热电站具有光热与电的天然解耦特质，光热吸收环节与热力发电环节没有强关联，可以通过配置一定容量的储热、换热环节实现光热电站的能量存储与功率调节功能，既可实现超容量存储，增加发电站整体能量存量，提高发电能力，也可实现发电侧的削峰填谷的调节性。光热提供了一条“用可再生能源消纳可再生能源”的技术路径。相较于主流的煤电灵活性改造和电化学储能，光热发电性能稳定、功能均衡。1）光热发电属于热电机组，光热末端发电系统和煤电一致，是现行交流同步大电网的原生态电源，在转动惯量、无用功调节等方面对电力系统同样友好，优于电池等新型储能；2）光热能量来源是太阳能，相较于煤，更加清洁；3）光电解耦，引入大容量储热机制