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火电灵活性改造面临的三大问题及对策

北极星电力网新闻中心  来源:电联新媒  作者:王发晗 白会平  2019/4/25 11:07:04  我要投稿  

北极星火力发电网讯:新发展理念就是指挥棒,能源生产和消费革命正在深刻地改变着电力的生产方式和发展方向。党中央和国务院明确提出要加快解决风、光、水电消纳问题,构建清洁低碳、安全高效的能源体系。实施火电机组灵活性改造必将极大地促进传统电力生产方式、电力供给及消费结构的重大变革。

(来源:微信公众号“电联新媒” 作者:王发晗 白会平)

问题:三大瓶颈,亟待攻破

火电机组灵活性必须是在安全、环保基础上有效益保障的灵活性。当前,火电面临产能结构性过剩的风险,新能源面临极大的消纳压力。实施火电灵活性改造,亟待在政策、机制、技术等层面加速破题。

政策引领和机制保障的瓶颈:火电灵活性改造有自身的需要,主要是为了给新能源发展让路,必然需要清晰的政策引导。2016年,国家发改委、能源局印发了《可再生能源调峰机组优先发电试行办法》,明确提出要完善和深化电力辅助服务补偿机制。随后,东北、西北等区域也相继出台了有关电力辅助服务市场运营的规则及细则。但由于各个区域内不同省份的电量、电价均有较大差异,补偿政策长远预期存在不确定性。加之现有的补偿条件设定的门槛高,在增加安全运行和环保风险的同时,还要牺牲机组能耗、增加改造投入,造成火电企业主动实施改造和参与调峰的积极性不高。

电网需求与调峰能力的瓶颈:对于“三北”地区来说,供暖期的风火矛盾尤为突出,风力资源最好的时期正值冬季供暖期,加之部分省区热电机组占比过高、其他类别调峰电源相对匮乏,不断增长的供热需求和持续增加的清洁能源装机,造成调峰空间非常有限。特别是东北地区,火电绝大部分为热电联产机组,调峰能力仅为10%,影响新能源存量消纳和新能源增量发展,调峰容量的硬缺口造成部分区域新能源限电严重,致使热电机组唯有通过改造实现解耦运行来调峰减发。

技术路线和安全效益的瓶颈:目前,参与深度调峰的机组长时间偏离设计值运行,造成机组安全性经济性下降。从采取的技术和改造的实践来看,改造后的机组不同程度地存在锅炉低负荷稳燃和水动力循环的安全性问题、脱硝装置全负荷投入和汽轮机低负荷冷却问题、长期低负荷和快速变负荷时控制系统的灵活性问题、设备运行周期和寿命衰减的问题,以及供热机组热电解耦等问题,都需要进一步攻关、优化解决。

对策:政策引领,协同保障

当前,经济供给侧结构性改革持续深化,能源生产和消费革命深入推进,对电力产业及其行业发展影响极其深远。实施灵活性改造对火电产业既是挑战,更是机遇。

一是加强政策引导。按照“谁调峰、谁受益,谁改造、谁获利”的原则,充分考虑不同区域、不同类别机组、不同技术路线,以及安全风险、改造投入、运营成本等综合因素,建立健全基于提高新能源上网消纳的火电灵活性改造与运行激励机制,进一步完善建立电力辅助服务补偿机制、调峰辅助服务市场运营规则,增强政策的时效性、公平性和长远预期,提高火电企业实施灵活性改造和参与调峰的积极性、主动性。特别是推动新能源集中的地区和条件较好的火电企业主动通过灵活性改造进行调峰,使更多有余量的热电机组主动参与调峰。

二是坚持因地制宜。我国电力能源结构布局区域性特点明显,各地情况不尽相同。实施火电灵活性改造,既要着眼产业发展大局和经济结构调整的大势,也要考虑区域、行业、企业之间的差异,因地制宜、因时制宜,按照一区域一机制、一类机组一条路线、一家企业一个方案的方式分步推进,避免形成新的产业结构矛盾。例如,在风、光资源丰富且严重限电的区域,优先改造一批大容量纯凝机组为“调峰定制机组”,来承担外送匹配和参与深度调峰;针对供热强度和供热压力大的热电联产机组进行热电解耦,在供热期腾出更多的发电空间来消纳新能源。超前应对海上风电及其他新型能源快速发展、容量快增后的调峰和消纳问题。

三是实施多能协同。最大程度利用各类资源进行调峰互补,依托火电调峰的基础托底保障,深入推动多能互补协调控制技术的研究应用,分季节、分时段、分类型构建区域内一体化联调的最佳安全经济运行的调峰策略和运营模式,提升调峰能力、增加调峰容量,协同带动更多类型的清洁能源并行输出。特别是在青海等风、光、水、火多种资源并存且较为丰富的地区,首选多能互补调峰;在新疆、甘肃等区域加快外送通道建设,将富裕发电负荷向经济发达地区输送。

四是优选技术路径。推进产学研融合,建立电网调峰灵活性和火电灵活性改造的技术联盟。技术路线要尽可能兼顾深度调峰和节能效率,在安全和环保的基础上,形成对不同区域、不同机组改造的技术路线,避免各自为阵、盲目实施,最大程度降低对机组能耗、效率、寿命周期的影响,指导火电企业理性实施灵活性改造,推动整个火电行业可持续发展。同时要充分考虑多种储能装置及储能技术快速发展的现实,未来强大的电力、热力储能技术对可再生能源的就地储存和有序消纳,以及电网容纳和承载清洁能源能力的提升,对火电灵活性改造后的调峰冲击和影响。

五是管控安全风险。强化底线思维和红线意识,决不能以机组安全性、系统稳定性为代价换取调峰灵活性,必须积极稳妥推进。要建立健全改造前评估优化、改造中过程管控、改造后安全运行与技术监督的全过程保障机制,突出防范和化解改造后机组快速启停、快速爬升、快速变负荷过程中和长期低负荷运行带来的安全风险,严防发生涉网的重大不安全事件;严防对机组设备寿命周期造成不可逆的重大资产损失。特别是北方参与采暖供热的机组,要提升供热和调峰的有效协同性,严防发生因系统频繁调整调峰影响民生供热的问题。

六是强化效益保障。近年来,火电企业经营业绩持续下滑,个别区域火电整体亏损。实施灵活性改造必须有助于缓解整个火电行业的经营颓势。积极探索以资本关系和效益纽带推动协同调峰,大力鼓励社会资本参与改造,充分利用国家关于支持企业发行债券融资或实施贷款贴息等有利政策,创新实施合同能源管理模式;充分考虑改造的综合效益,处理好火电煤耗政策限制与参与调峰增加能耗的矛盾,统筹调峰能源与被调能源之间能耗增减、碳排放指标调剂及收益捆绑,避免给已处于弱势的火电产业增加新的包袱,确保综合效益最大化。

当前,电力装机结构和电力消费结构正在发生着重大变革。实施火电灵活性改造不仅仅是火电企业自身生存发展的需要,更是推进整个电力能源生产及消费革命的必然要求,需要社会方方面面和整个行业的共同努力。

版权声明

本文刊载于《中国电力企业管理》(上旬)2019年03期,作者系大唐甘肃发电有限公司 王发晗 白会平。原文标题为《灵活性改造:火电的宿命与变革》,内容略有删减。

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