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下載手機APP 碳中和時代全面降臨，先立后破，建造以新能源為主體的新型電力體系需應對新能源的間歇性應戰。6月1日，九部委聯合印發“十四五”可再生能源規劃，規劃指出將有序推進長時儲熱型太陽能熱發電展開，進步可再生能源存儲才能。太陽能熱發電是一種完全綠色可調的可再生能源，自配大容量儲能的光熱發電，不只可向電網運送連續、安穩、可調度的高品質清潔電力，還能夠作為電力體系的基荷電源和調峰電源。
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昨日，浙江可勝技能股份有限公司(以下簡稱可勝技能)消息：其建造的青海中控德令哈50MW光熱電站最近11個月發電量到達1.46億kWh，超越年度規劃發電量(1.46億kWh)，成為全國首個年發電量完全到達規劃水平的光熱電站!此則信息令光熱職業振作!
這樣的運轉體現究竟意味著什么?
對我國光熱職業的展開又將產生哪些積極的影響?
可勝技能怎么做到的?
帶著這些問題，咱們向浙江可勝技能股份有限公司董事長兼總工程師金建祥教授一探究竟。
Q&A
Q：青海中控德令哈50MW光熱電站獲得這樣的運轉水平，那么與國表里同類型電站比較，這樣的運轉體現究竟處于什么樣的水平?
A：世界上已投運的塔式光熱電站，自并網發電以后往往有3-5年的功用進步期。國內光熱發電技能較國外起步較晚，經過國家演示項目的建造，目前已有5座大型塔式光熱電站并網發電，絕大多數處于消缺階段或功用快速進步期。
咱們德令哈光熱電站于2018年12月30日并網發電，2019年4月17日首次完成滿負荷運轉，經過半年的快速消缺及試運轉，于2019年7月下旬正式進入慣例運轉階段。在隨后的三年運轉中，電站逐個處理了新冒出來的設備毛病問題，并經過不斷優化運轉戰略，連續打破單日、單月、年度運轉紀錄。自2021年8月5日汽輪機及管道再次整改完成后，一直安穩發電至今，僅僅用了11個月的時刻，就完成了年度規劃發電量(1.46億kWh)，成為全國首個年發電量完全到達規劃水平的光熱電站。依據咱們的猜測，到下個月5號，整個運轉年度的發電量有望到達近1.6億kWh，將超出年度規劃發電量10%，這也將是全球范圍內第一個到達如此優異體現的塔式熔鹽儲能光熱電站。根據以上德令哈光熱電站優異的運轉體現，以及咱們從中堆集的豐富運轉經歷，對于后續的塔式光熱發電項目，咱們有充分的信心在18個月內即完成連續12個月累計發電量到達規劃值的方針，從而改變光熱電站學習期長、產能爬坡慢的痛點，為業主創造更多價值。
Q：請問光熱電站運轉體現與哪些要素有關，青海中控德令哈光熱電站又是怎么做到快速達產的，這其中有哪些要害點，咱們在規劃、運轉方面又有哪些獨到之處?
A：光熱電站的運轉體現首要與光資源狀況直接相關，當然光資源是非技能要素，咱們這兒不做討論。技能要素首要包含聚光集熱體系、儲換熱體系、汽輪發電體系等各個體系的規劃匹配度，設備功用，設備可靠性，運轉優化水相等。為進步青海中控德令哈50MW光熱電站的運轉體現，咱們各方做了很多的作業。
首要說說體系規劃方面，光熱電站的聚光集熱體系、儲換熱體系和發電體系之間的集成是一項應戰，要害是要做好各體系之間參數的匹配，以及設備之間接口的合理規劃，確保規劃計劃符合光熱發電的特色及運轉模式。可勝技能經過自主研制的塔式熔鹽光熱電站規劃軟件，并結合已建成運轉的德令哈10MW電站的運轉數據，完成了電站聚光集熱、儲換熱和發電等多個體系的優化規劃，以及各體系相互間的優化裝備，有用進步了整個體系的運轉功率。
對塔式光熱發電體系而言，聚光集熱體系的功用是決議電站運轉體現的最要害要素，而這兒面，聚光精度直接決議著聚光集熱體系的功率，進而影響光熱電站的功率及發電量。咱們首要從兩個方面下手來進步聚光精度，首要從定日鏡的機械結構規劃與加工制作下手，確保定日鏡的機械精度;一起，鏡場的定時校對對確保聚光精度也非常重要，咱們選用的根據機器視覺的自動校對計劃，校對功率比傳統的白板校對計劃進步25倍，這不只能夠大幅度下降鏡場投運前的校對時刻，從而縮短調試工期，更重要的是利用高效的校對體系能夠對正在運轉的鏡場進行高頻率的校對，確保定日鏡的精度在全生命周期內一直維持在最佳水平。鏡場操控體系的功用對發電量的影響也至關重要。依托咱們在操控體系領域近30年的堆集，自主研制的鏡場操控體系，可完成大規模定日鏡場的集群操控，并與吸熱器操控體系深度耦合，在確保電站聚光集熱體系安全安穩運轉的一起，大幅進步光資源利用率，進而進步電站發電量水平。
咱們在這方面的作業作用也是非常顯著的。早在2019年，咱們就委托業內威望的德國航空航天中心(DLR)與CSPServices共同對咱們的定日鏡產品進行了第三方檢測認證，并獲得了“Excellent”的最高等級點評，咱們的定日鏡也或許是到目前為止僅有經過世界威望第三方機構檢測認證的塔式光熱電站中心設備。咱們在聚光集熱體系方面的才能與水平也得到了職業的廣泛認可，咱們牽頭了IEC世界標準《太陽能光熱發電站鏡場操控體系》，以及《塔式太陽能光熱發電站集熱體系技能要求》、《塔式太陽能光熱發電站定日鏡技能要求》兩項國家標準的編制。
設備可靠性也是非常要害的，塔式光熱電站首要設備包含鏡場、熔鹽吸熱器、熔鹽儲罐、熔鹽泵、熔鹽閥、汽輪發電機組等。電站設備的可靠性是直接影響電站功用及發電量的首要要素。可勝技能規劃開發了能夠在高原極點環境下安穩運轉的塔式光熱電站中心設備，如定日鏡、吸熱器等，處理了高海拔電控規劃、低溫高傳動功率規劃、低氣壓密封規劃等一系列難題，并現已過德令哈10MW光熱項目(2013年7月并網發電，運轉9年)、德令哈50MW光熱項目(2018年12月并網發電)、共和50MW光熱項目(2019年9月并網發電)三個項目長時刻的運轉驗證。一起，可勝技能與國表里領先的供應商和規劃單位協作，攻克了熔鹽吸熱器的資料選型、柔性結構規劃、運轉工藝規劃;儲罐結構規劃和焊接質量操控;熔鹽泵高溫環境下耐磨損規劃、熔鹽泵與管道及渠道聯合規劃;熔鹽閥門密封規劃等很多技能難題，掌握了設備要害功用及操控關鍵，形成了完好的熔鹽體系工藝及設備質量操控流程，確保了這些要害設備的運轉可靠性。
運轉優化方面，最中心的是怎么在有云氣候狀況下，兼顧吸熱器的安全安穩運轉與進步光資源利用率。據統計，德令哈電站場址一年的有云氣候高達200天以上，不時飄來的云對光熱電站的運轉影響非常大。咱們知道云的遮擋會導致部分鏡場不能聚光，形成吸熱器因外表溫度劇變而影響其安全運轉，對運轉人員而言，挑選關場、疏鹽是最“安全”的操作，但這會形成光資源的極大浪費，一起鏡場重新投運時還需要花費時刻進行吸熱體系及管道的預熱，進一步影響電站的發電量。而可勝技能的高精度鏡場操控體系，可敏捷對全鏡場能量進行調度，以完成來云狀況下吸熱器外表能量均勻分布，不發生外表溫度劇變，盡量防止關場、疏鹽，從而完成對光資源的最大極限利用。一起，云遮擋的持續時刻長短，也或許對電站怎么挑選運轉戰略形成影響，進而影響發電量。舉個例子，鏡場被來云遮擋時，電站需要依據云的持續時刻挑選最優的運轉戰略，若判斷云的持續時刻很短，應經過調整鏡場能量和熔鹽流量、防止鏡場關場，確保在云遮擋完畢后敏捷恢復正常作業狀況;若判斷云的持續時刻很長，則應挑選鏡場撤場、吸熱體系疏鹽。怎么挑選最佳運轉戰略的中心是對云的運轉趨勢進行精準的猜測，可勝技能自主研制的云猜測體系，具有云識別和云運動盯梢功用，完成了30分鐘以內的DNI猜測功用，經過與鏡場操控體系的深度耦合，協助操作人員挑選最佳運轉戰略，削減吸熱器的啟停次數，大幅進步光資源利用率。
一起，為進步電站運轉的安穩性和發電量水平，下降人為要素導致的體系功率下降和設備運轉危險，咱們還開發了聚光集熱體系自動化運轉軟件，完成了聚光集熱體系在不同工況下的自動化運轉。不只如此，根據德令哈50MW項目的運轉經歷，規劃開發了設備專家確診體系軟件和運營剖析體系軟件，完成了電站要害設備提早毛病預警，能夠指導電站運轉人員持續改進運轉戰略，一起大幅下降毛病處理時刻。
此外，針對西北區域常年風沙對鏡場清潔度的影響，可勝技能規劃開發了世界首創的全自動清洗車，具有自動導航、水洗/干洗功用，可大幅進步鏡場清洗功率，確保定日鏡的清潔度與發電功率，下降運營成本。該設備榮獲SolarPACES2020技能創新大獎。
Q：咱們知道，青海中控德令哈光熱電站是僅有定時揭露發表運轉狀況的光熱電站，您此前也多次共享過電站的運轉經歷和經歷，這次能否介紹下電站運轉至今遇到的首要問題有哪些?有哪些經歷經歷是值得同行學習汲取的?
A：青海中控德令哈50MW光熱電站投運以來，首要處理了冷鹽泵轟動、吸熱屏堵管、汽輪機動靜摩擦等問題。其中冷鹽泵轟動與吸熱屏堵管的問題對發電量的影響雖然不是太大，但也花了一年左右的時刻才逐個處理，今后新建電站的規劃中，只要汲取經歷完全能夠防止再次發生。而汽輪機的問題相對仍是比較嚴重的，電站移送生產后，2020年7月到2021年7月，一年時刻內三次因汽輪機毛病進行整改。前兩次整改就是汽輪機返廠檢修，一起加固汽輪機以進步蒸汽管道推力的承受才能，而最終一次整改，也就是上一年7月份到8月份期間，除了汽輪機再一次返廠檢修外，還在規劃單位西北電力規劃院的大力支持下，對主蒸汽管道進行了全面整改，以顯著下降蒸汽管道對汽輪機的推力，從作用來看也是不錯的，也為這11個月來優異的運轉體現打下了根底。
過后回顧起來，這些問題呈現的原因首要仍是相關各方經歷不足，只要在規劃、制作和運轉階段得到充分注重，這個問題也是完全能夠防止的。比如熔鹽泵的轟動，在規劃階段需優化規劃好泵的根底，并針對泵渠道和管道進行聯合計算和動態剖析，也是完全能夠防止的;吸熱器的堵管問題只需要在吸熱器規劃時簡略調整一下吸熱器內部連接管道的結構就能夠處理;而汽輪機的問題，在規劃階段需針對光熱電站頻繁啟停以及經常變負荷運轉的特色，在汽輪機規劃選型、管道優化規劃方面加以注重，就可有用防止。
經過剖析本項目的運轉狀況，咱們能夠得出結論：聚光集熱體系及熔鹽儲換熱體系一直安穩運轉，這說明這些中心技能及設備是老練可行的，而慣例島并不慣例，呈現問題相對較多，缺少針對性的優化規劃，后續項目需要點重視。對于塔式光熱電站整體而言，首要設備現已不存在“卡脖子”難題。下一步的方針是推進熔鹽泵、吸熱器資料等進口設備資料的國產化，一起不斷展開體系和設備優化，以進步體系功率，下降成本，進步光熱發電的經濟性。
Q：德令哈光熱電站的成功運轉，對整個光熱發電職業的展開有哪些積極意義呢?
A：首要，青海中控德令哈50MW塔式光熱電站率先超越年度規劃發電量，充分驗證了塔式光熱發電項目完全能夠在我國西北高海拔、低溫、多風沙的惡劣環境下建成并成功運轉。
其次，該電站的運轉數據也說明晰咱們自主研制的塔式光熱發電技能現已老練，所選用的國產化聚光集熱體系和儲換熱體系等中心設備也是可靠的。經過項目的建造運轉為整個光熱職業堆集了名貴的經歷，培養了一批具有較強競爭力的光熱發電工業鏈企業，為光熱發電下階段更大規模的推廣應用打下了扎實的根底。
一起，塔式熔鹽光熱電站的冬天運轉體現說明在我國西北建造塔式光熱電站是十分必要的。目前，在光熱發電的幾種技能道路中，已完成商業化的技能道路以塔式和槽式為主。我國已建成的大型光熱電站中，塔式技能道路約占60%,槽式技能約占28%，線性菲涅爾技能約占12%。我國DNI較高的區域大多坐落中高緯度區域，這些區域冬天太陽高度角較小，槽式選用單軸盯梢形式，其鏡場的余弦功率會顯著下降，冬至的鏡場功率僅約為夏至的30%左右。而塔式的定日鏡選用雙軸盯梢形式，能夠很好的削減太陽高度角變小帶來的余弦功率丟失，其冬天與夏日的電站功率差異不大，而且得益于冬天降雨量較少，其冬天發電量往往會超越夏日。由于冬天水電普遍進入枯水期，電網調峰資源嚴重不足，塔式光熱電站可堅持冬天較高的可利用小時數，能夠為電力供應供給更大的保證。
由德令哈50MW項目近11個月發電量數據(圖1)能夠看出，電站逐月發電量平穩，受季節影響不大。特別是在2021年10月份至本年1月份四個月冬天期間，冬天運轉體現更為杰出，月平均發電量高達1551.5萬度，高于規劃月平均值(1216.67萬kWh)，充分體現出塔式光熱發電技能道路在我國高緯度區域應用的優勢。
圖1：電站最近11個月發電量數據
到目前我國有8個光熱演示項目并網發電，雖然經過不斷地消缺，這些光熱發電演示項目的功用和發電量都在逐步進步，但距離到達年度規劃發電量尚有距離，這導致了部分人士對光熱發電技能心存疑慮。在此狀況下，青海中控德令哈光熱電站首要到達規劃值，能夠說是為我國光熱工業的展開注入了一劑“強心針”。
青海中控德令哈50MW光熱電站介紹
青海中控德令哈50MW光熱電站，是國家第一批光熱發電演示項目之一，裝機容量50MW，裝備7小時熔鹽儲能體系，鏡場采光面積54.27萬平方米，規劃年發電量1.46億kWh，每年可節約4.6萬噸標準煤，一起減排二氧化碳氣體約12.1萬噸，具有杰出的經濟效益與社會效益。
電站選用浙江可勝技能股份有限公司自主研制并完全具有知識產權的塔式熔鹽光熱發電中心技能，95%以上的設備完成了國產化。電站運轉體現現已過德國獨立工程咨詢公司Fichtner的完好技能評估，確定其技能已到達全球同類電站最先進水平。能源日參
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