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下載手機(jī)APP 碳中和時(shí)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(yīng)對(duì)新能源的間歇性應(yīng)戰(zhàn)。6月1日，九部委聯(lián)合印發(fā)“十四五”可再生能源規(guī)劃，規(guī)劃指出將有序推進(jìn)長(zhǎng)時(shí)儲(chǔ)熱型太陽(yáng)能熱發(fā)電展開，進(jìn)步可再生能源存儲(chǔ)才能。太陽(yáng)能熱發(fā)電是一種完全綠色可調(diào)的可再生能源，自配大容量?jī)?chǔ)能的光熱發(fā)電，不只可向電網(wǎng)運(yùn)送連續(xù)、安穩(wěn)、可調(diào)度的高品質(zhì)清潔電力，還能夠作為電力體系的基荷電源和調(diào)峰電源。
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昨日，浙江可勝技能股份有限公司(以下簡(jiǎn)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(gè)月發(fā)電量到達(dá)1.46億kWh，超越年度規(guī)劃發(fā)電量(1.46億kWh)，成為全國(guó)首個(gè)年發(fā)電量完全到達(dá)規(guī)劃水平的光熱電站!此則信息令光熱職業(yè)振作!
這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)究竟意味著什么?
對(duì)我國(guó)光熱職業(yè)的展開又將產(chǎn)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(zhǎng)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(yùn)轉(zhuǎn)水平，那么與國(guó)表里同類型電站比較，這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)究竟處于什么樣的水平?
A：世界上已投運(yùn)的塔式光熱電站，自并網(wǎng)發(fā)電以后往往有3-5年的功用進(jìn)步期。國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電技能較國(guó)外起步較晚，經(jīng)過國(guó)家演示項(xiàng)目的建造，目前已有5座大型塔式光熱電站并網(wǎng)發(fā)電，絕大多數(shù)處于消缺階段或功用快速進(jìn)步期。
咱們德令哈光熱電站于2018年12月30日并網(wǎng)發(fā)電，2019年4月17日首次完成滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過半年的快速消缺及試運(yùn)轉(zhuǎn)，于2019年7月下旬正式進(jìn)入慣例運(yùn)轉(zhuǎn)階段。在隨后的三年運(yùn)轉(zhuǎn)中，電站逐個(gè)處理了新冒出來的設(shè)備毛病問題，并經(jīng)過不斷優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略，連續(xù)打破單日、單月、年度運(yùn)轉(zhuǎn)紀(jì)錄。自2021年8月5日汽輪機(jī)及管道再次整改完成后，一直安穩(wěn)發(fā)電至今，僅僅用了11個(gè)月的時(shí)刻，就完成了年度規(guī)劃發(fā)電量(1.46億kWh)，成為全國(guó)首個(gè)年發(fā)電量完全到達(dá)規(guī)劃水平的光熱電站。依據(jù)咱們的猜測(cè)，到下個(gè)月5號(hào)，整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)年度的發(fā)電量有望到達(dá)近1.6億kWh，將超出年度規(guī)劃發(fā)電量10%，這也將是全球范圍內(nèi)第一個(gè)到達(dá)如此優(yōu)異體現(xiàn)的塔式熔鹽儲(chǔ)能光熱電站。根據(jù)以上德令哈光熱電站優(yōu)異的運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)，以及咱們從中堆集的豐富運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)歷，對(duì)于后續(xù)的塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目，咱們有充分的信心在18個(gè)月內(nèi)即完成連續(xù)12個(gè)月累計(jì)發(fā)電量到達(dá)規(guī)劃值的方針，從而改變光熱電站學(xué)習(xí)期長(zhǎng)、產(chǎn)能爬坡慢的痛點(diǎn)，為業(yè)主創(chuàng)造更多價(jià)值。
Q：請(qǐng)問光熱電站運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)與哪些要素有關(guān)，青海中控德令哈光熱電站又是怎么做到快速達(dá)產(chǎn)的，這其中有哪些要害點(diǎn)，咱們?cè)谝?guī)劃、運(yùn)轉(zhuǎn)方面又有哪些獨(dú)到之處?
A：光熱電站的運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)首要與光資源狀況直接相關(guān)，當(dāng)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(chǔ)換熱體系、汽輪發(fā)電體系等各個(gè)體系的規(guī)劃匹配度，設(shè)備功用，設(shè)備可靠性，運(yùn)轉(zhuǎn)優(yōu)化水相等。為進(jìn)步青海中控德令哈50MW光熱電站的運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)，咱們各方做了很多的作業(yè)。
首要說說體系規(guī)劃方面，光熱電站的聚光集熱體系、儲(chǔ)換熱體系和發(fā)電體系之間的集成是一項(xiàng)應(yīng)戰(zhàn)，要害是要做好各體系之間參數(shù)的匹配，以及設(shè)備之間接口的合理規(guī)劃，確保規(guī)劃計(jì)劃符合光熱發(fā)電的特色及運(yùn)轉(zhuǎn)模式?？蓜偌寄芙?jīng)過自主研制的塔式熔鹽光熱電站規(guī)劃軟件，并結(jié)合已建成運(yùn)轉(zhuǎn)的德令哈10MW電站的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，完成了電站聚光集熱、儲(chǔ)換熱和發(fā)電等多個(gè)體系的優(yōu)化規(guī)劃，以及各體系相互間的優(yōu)化裝備，有用進(jìn)步了整個(gè)體系的運(yùn)轉(zhuǎn)功率。
對(duì)塔式光熱發(fā)電體系而言，聚光集熱體系的功用是決議電站運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)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(jìn)而影響光熱電站的功率及發(fā)電量。咱們首要從兩個(gè)方面下手來進(jìn)步聚光精度，首要從定日鏡的機(jī)械結(jié)構(gòu)規(guī)劃與加工制作下手，確保定日鏡的機(jī)械精度;一起，鏡場(chǎng)的定時(shí)校對(duì)對(duì)確保聚光精度也非常重要，咱們選用的根據(jù)機(jī)器視覺的自動(dòng)校對(duì)計(jì)劃，校對(duì)功率比傳統(tǒng)的白板校對(duì)計(jì)劃進(jìn)步25倍，這不只能夠大幅度下降鏡場(chǎng)投運(yùn)前的校對(duì)時(shí)刻，從而縮短調(diào)試工期，更重要的是利用高效的校對(duì)體系能夠?qū)φ谶\(yùn)轉(zhuǎn)的鏡場(chǎng)進(jìn)行高頻率的校對(duì)，確保定日鏡的精度在全生命周期內(nèi)一直維持在最佳水平。鏡場(chǎng)操控體系的功用對(duì)發(fā)電量的影響也至關(guān)重要。依托咱們?cè)诓倏伢w系領(lǐng)域近30年的堆集，自主研制的鏡場(chǎng)操控體系，可完成大規(guī)模定日鏡場(chǎng)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(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的一起，大幅進(jìn)步光資源利用率，進(jìn)而進(jìn)步電站發(fā)電量水平。
咱們?cè)谶@方面的作業(yè)作用也是非常顯著的。早在2019年，咱們就委托業(yè)內(nèi)威望的德國(guó)航空航天中心(DLR)與CSPServices共同對(duì)咱們的定日鏡產(chǎn)品進(jìn)行了第三方檢測(cè)認(rèn)證，并獲得了“Excellent”的最高等級(jí)點(diǎn)評(píng)，咱們的定日鏡也或許是到目前為止僅有經(jīng)過世界威望第三方機(jī)構(gòu)檢測(cè)認(rèn)證的塔式光熱電站中心設(shè)備。咱們?cè)诰酃饧療狍w系方面的才能與水平也得到了職業(yè)的廣泛認(rèn)可，咱們牽頭了IEC世界標(biāo)準(zhǔn)《太陽(yáng)能光熱發(fā)電站鏡場(chǎng)操控體系》，以及《塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站集熱體系技能要求》、《塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站定日鏡技能要求》兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的編制。
設(shè)備可靠性也是非常要害的，塔式光熱電站首要設(shè)備包含鏡場(chǎng)、熔鹽吸熱器、熔鹽儲(chǔ)罐、熔鹽泵、熔鹽閥、汽輪發(fā)電機(jī)組等。電站設(shè)備的可靠性是直接影響電站功用及發(fā)電量的首要要素?？蓜偌寄芤?guī)劃開發(fā)了能夠在高原極點(diǎn)環(huán)境下安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的塔式光熱電站中心設(shè)備，如定日鏡、吸熱器等，處理了高海拔電控規(guī)劃、低溫高傳動(dòng)功率規(guī)劃、低氣壓密封規(guī)劃等一系列難題，并現(xiàn)已過德令哈10MW光熱項(xiàng)目(2013年7月并網(wǎng)發(fā)電，運(yùn)轉(zhuǎn)9年)、德令哈50MW光熱項(xiàng)目(2018年12月并網(wǎng)發(fā)電)、共和50MW光熱項(xiàng)目(2019年9月并網(wǎng)發(fā)電)三個(gè)項(xiàng)目長(zhǎng)時(shí)刻的運(yùn)轉(zhuǎn)驗(yàn)證。一起，可勝技能與國(guó)表里領(lǐng)先的供應(yīng)商和規(guī)劃單位協(xié)作，攻克了熔鹽吸熱器的資料選型、柔性結(jié)構(gòu)規(guī)劃、運(yùn)轉(zhuǎn)工藝規(guī)劃;儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)規(guī)劃和焊接質(zhì)量操控;熔鹽泵高溫環(huán)境下耐磨損規(guī)劃、熔鹽泵與管道及渠道聯(lián)合規(guī)劃;熔鹽閥門密封規(guī)劃等很多技能難題，掌握了設(shè)備要害功用及操控關(guān)鍵，形成了完好的熔鹽體系工藝及設(shè)備質(zhì)量操控流程，確保了這些要害設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。
運(yùn)轉(zhuǎn)優(yōu)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(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)與進(jìn)步光資源利用率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，德令哈電站場(chǎng)址一年的有云氣候高達(dá)200天以上，不時(shí)飄來的云對(duì)光熱電站的運(yùn)轉(zhuǎn)影響非常大。咱們知道云的遮擋會(huì)導(dǎo)致部分鏡場(chǎng)不能聚光，形成吸熱器因外表溫度劇變而影響其安全運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)人員而言，挑選關(guān)場(chǎng)、疏鹽是最“安全”的操作，但這會(huì)形成光資源的極大浪費(fèi)，一起鏡場(chǎng)重新投運(yùn)時(shí)還需要花費(fèi)時(shí)刻進(jìn)行吸熱體系及管道的預(yù)熱，進(jìn)一步影響電站的發(fā)電量。而可勝技能的高精度鏡場(chǎng)操控體系，可敏捷對(duì)全鏡場(chǎng)能量進(jìn)行調(diào)度，以完成來云狀況下吸熱器外表能量均勻分布，不發(fā)生外表溫度劇變，盡量防止關(guān)場(chǎng)、疏鹽，從而完成對(duì)光資源的最大極限利用。一起，云遮擋的持續(xù)時(shí)刻長(zhǎng)短，也或許對(duì)電站怎么挑選運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略形成影響，進(jìn)而影響發(fā)電量。舉個(gè)例子，鏡場(chǎng)被來云遮擋時(shí)，電站需要依據(jù)云的持續(xù)時(shí)刻挑選最優(yōu)的運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略，若判斷云的持續(xù)時(shí)刻很短，應(yīng)經(jīng)過調(diào)整鏡場(chǎng)能量和熔鹽流量、防止鏡場(chǎng)關(guān)場(chǎng)，確保在云遮擋完畢后敏捷恢復(fù)正常作業(yè)狀況;若判斷云的持續(xù)時(shí)刻很長(zhǎng)，則應(yīng)挑選鏡場(chǎng)撤場(chǎng)、吸熱體系疏鹽。怎么挑選最佳運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略的中心是對(duì)云的運(yùn)轉(zhuǎn)趨勢(shì)進(jìn)行精準(zhǔn)的猜測(cè)，可勝技能自主研制的云猜測(cè)體系，具有云識(shí)別和云運(yùn)動(dòng)盯梢功用，完成了30分鐘以內(nèi)的DNI猜測(cè)功用，經(jīng)過與鏡場(chǎng)操控體系的深度耦合，協(xié)助操作人員挑選最佳運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略，削減吸熱器的啟停次數(shù)，大幅進(jìn)步光資源利用率。
一起，為進(jìn)步電站運(yùn)轉(zhuǎn)的安穩(wěn)性和發(fā)電量水平，下降人為要素導(dǎo)致的體系功率下降和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)危險(xiǎn)，咱們還開發(fā)了聚光集熱體系自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)軟件，完成了聚光集熱體系在不同工況下的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。不只如此，根據(jù)德令哈50MW項(xiàng)目的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)歷，規(guī)劃開發(fā)了設(shè)備專家確診體系軟件和運(yùn)營(yíng)剖析體系軟件，完成了電站要害設(shè)備提早毛病預(yù)警，能夠指導(dǎo)電站運(yùn)轉(zhuǎn)人員持續(xù)改進(jìn)運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略，一起大幅下降毛病處理時(shí)刻。
此外，針對(duì)西北區(qū)域常年風(fēng)沙對(duì)鏡場(chǎng)清潔度的影響，可勝技能規(guī)劃開發(fā)了世界首創(chuàng)的全自動(dòng)清洗車，具有自動(dòng)導(dǎo)航、水洗/干洗功用，可大幅進(jìn)步鏡場(chǎng)清洗功率，確保定日鏡的清潔度與發(fā)電功率，下降運(yùn)營(yíng)成本。該設(shè)備榮獲SolarPACES2020技能創(chuàng)新大獎(jiǎng)。
Q：咱們知道，青海中控德令哈光熱電站是僅有定時(shí)揭露發(fā)表運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的光熱電站，您此前也多次共享過電站的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)歷和經(jīng)歷，這次能否介紹下電站運(yùn)轉(zhuǎn)至今遇到的首要問題有哪些?有哪些經(jīng)歷經(jīng)歷是值得同行學(xué)習(xí)汲取的?
A：青海中控德令哈50MW光熱電站投運(yùn)以來，首要處理了冷鹽泵轟動(dòng)、吸熱屏堵管、汽輪機(jī)動(dòng)靜摩擦等問題。其中冷鹽泵轟動(dòng)與吸熱屏堵管的問題對(duì)發(fā)電量的影響雖然不是太大，但也花了一年左右的時(shí)刻才逐個(gè)處理，今后新建電站的規(guī)劃中，只要汲取經(jīng)歷完全能夠防止再次發(fā)生。而汽輪機(jī)的問題相對(duì)仍是比較嚴(yán)重的，電站移送生產(chǎn)后，2020年7月到2021年7月，一年時(shí)刻內(nèi)三次因汽輪機(jī)毛病進(jìn)行整改。前兩次整改就是汽輪機(jī)返廠檢修，一起加固汽輪機(jī)以進(jìn)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(jī)再一次返廠檢修外，還在規(guī)劃單位西北電力規(guī)劃院的大力支持下，對(duì)主蒸汽管道進(jìn)行了全面整改，以顯著下降蒸汽管道對(duì)汽輪機(jī)的推力，從作用來看也是不錯(cuò)的，也為這11個(gè)月來優(yōu)異的運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)打下了根底。
過后回顧起來，這些問題呈現(xiàn)的原因首要仍是相關(guān)各方經(jīng)歷不足，只要在規(guī)劃、制作和運(yùn)轉(zhuǎn)階段得到充分注重，這個(gè)問題也是完全能夠防止的。比如熔鹽泵的轟動(dòng)，在規(guī)劃階段需優(yōu)化規(guī)劃好泵的根底，并針對(duì)泵渠道和管道進(jìn)行聯(lián)合計(jì)算和動(dòng)態(tài)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(guī)劃時(shí)簡(jiǎn)略調(diào)整一下吸熱器內(nèi)部連接管道的結(jié)構(gòu)就能夠處理;而汽輪機(jī)的問題，在規(guī)劃階段需針對(duì)光熱電站頻繁啟停以及經(jīng)常變負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的特色，在汽輪機(jī)規(guī)劃選型、管道優(yōu)化規(guī)劃方面加以注重，就可有用防止。
經(jīng)過剖析本項(xiàng)目的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，咱們能夠得出結(jié)論：聚光集熱體系及熔鹽儲(chǔ)換熱體系一直安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，這說明這些中心技能及設(shè)備是老練可行的，而慣例島并不慣例，呈現(xiàn)問題相對(duì)較多，缺少針對(duì)性的優(yōu)化規(guī)劃，后續(xù)項(xiàng)目需要點(diǎn)重視。對(duì)于塔式光熱電站整體而言，首要設(shè)備現(xiàn)已不存在“卡脖子”難題。下一步的方針是推進(jìn)熔鹽泵、吸熱器資料等進(jìn)口設(shè)備資料的國(guó)產(chǎn)化，一起不斷展開體系和設(shè)備優(yōu)化，以進(jìn)步體系功率，下降成本，進(jìn)步光熱發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性。
Q：德令哈光熱電站的成功運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)整個(gè)光熱發(fā)電職業(yè)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(guī)劃發(fā)電量，充分驗(yàn)證了塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目完全能夠在我國(guó)西北高海拔、低溫、多風(fēng)沙的惡劣環(huán)境下建成并成功運(yùn)轉(zhuǎn)。
其次，該電站的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)也說明晰咱們自主研制的塔式光熱發(fā)電技能現(xiàn)已老練，所選用的國(guó)產(chǎn)化聚光集熱體系和儲(chǔ)換熱體系等中心設(shè)備也是可靠的。經(jīng)過項(xiàng)目的建造運(yùn)轉(zhuǎn)為整個(gè)光熱職業(yè)堆集了名貴的經(jīng)歷，培養(yǎng)了一批具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的光熱發(fā)電工業(yè)鏈企業(yè)，為光熱發(fā)電下階段更大規(guī)模的推廣應(yīng)用打下了扎實(shí)的根底。
一起，塔式熔鹽光熱電站的冬天運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)說明在我國(guó)西北建造塔式光熱電站是十分必要的。目前，在光熱發(fā)電的幾種技能道路中，已完成商業(yè)化的技能道路以塔式和槽式為主。我國(guó)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(guó)DNI較高的區(qū)域大多坐落中高緯度區(qū)域，這些區(qū)域冬天太陽(yáng)高度角較小，槽式選用單軸盯梢形式，其鏡場(chǎng)的余弦功率會(huì)顯著下降，冬至的鏡場(chǎng)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(yáng)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(fā)電量往往會(huì)超越夏日。由于冬天水電普遍進(jìn)入枯水期，電網(wǎng)調(diào)峰資源嚴(yán)重不足，塔式光熱電站可堅(jiān)持冬天較高的可利用小時(shí)數(shù)，能夠?yàn)殡娏?yīng)供給更大的保證。
由德令哈50MW項(xiàng)目近11個(gè)月發(fā)電量數(shù)據(jù)(圖1)能夠看出，電站逐月發(fā)電量平穩(wěn)，受季節(jié)影響不大。特別是在2021年10月份至本年1月份四個(gè)月冬天期間，冬天運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)更為杰出，月平均發(fā)電量高達(dá)1551.5萬(wàn)度，高于規(guī)劃月平均值(1216.67萬(wàn)kWh)，充分體現(xiàn)出塔式光熱發(fā)電技能道路在我國(guó)高緯度區(qū)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。
圖1：電站最近11個(gè)月發(fā)電量數(shù)據(jù)
到目前我國(guó)有8個(gè)光熱演示項(xiàng)目并網(wǎng)發(fā)電，雖然經(jīng)過不斷地消缺，這些光熱發(fā)電演示項(xiàng)目的功用和發(fā)電量都在逐步進(jìn)步，但距離到達(dá)年度規(guī)劃發(fā)電量尚有距離，這導(dǎo)致了部分人士對(duì)光熱發(fā)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(dá)規(guī)劃值，能夠說是為我國(guó)光熱工業(yè)的展開注入了一劑“強(qiáng)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(guó)家第一批光熱發(fā)電演示項(xiàng)目之一，裝機(jī)容量50MW，裝備7小時(shí)熔鹽儲(chǔ)能體系，鏡場(chǎng)采光面積54.27萬(wàn)平方米，規(guī)劃年發(fā)電量1.46億kWh，每年可節(jié)約4.6萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，一起減排二氧化碳?xì)怏w約12.1萬(wàn)噸，具有杰出的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)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(shí)產(chǎn)權(quán)的塔式熔鹽光熱發(fā)電中心技能，95%以上的設(shè)備完成了國(guó)產(chǎn)化。電站運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)現(xiàn)已過德國(guó)獨(dú)立工程咨詢公司Fichtner的完好技能評(píng)估，確定其技能已到達(dá)全球同類電站最先進(jìn)水平。能源日參
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昨日，浙江可勝技能股份有限公司(以下簡(jiǎn)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(gè)月發(fā)電量到達(dá)1.46億kWh，超越年度規(guī)劃發(fā)電量(1.46億kWh)，成為全國(guó)首個(gè)年發(fā)電量完全到達(dá)規(guī)劃水平的光熱電站!此則信息令光熱職業(yè)振作!
這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)究竟意味著什么?
對(duì)我國(guó)光熱職業(yè)的展開又將產(chǎn)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(zhǎng)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(yùn)轉(zhuǎn)水平，那么與國(guó)表里同類型電站比較，這樣的運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)究竟處于什么樣的水平?
A：世界上已投運(yùn)的塔式光熱電站，自并網(wǎng)發(fā)電以后往往有3-5年的功用進(jìn)步期。國(guó)內(nèi)光熱發(fā)電技能較國(guó)外起步較晚，經(jīng)過國(guó)家演示項(xiàng)目的建造，目前已有5座大型塔式光熱電站并網(wǎng)發(fā)電，絕大多數(shù)處于消缺階段或功用快速進(jìn)步期。
咱們德令哈光熱電站于2018年12月30日并網(wǎng)發(fā)電，2019年4月17日首次完成滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，經(jīng)過半年的快速消缺及試運(yùn)轉(zhuǎn)，于2019年7月下旬正式進(jìn)入慣例運(yùn)轉(zhuǎn)階段。在隨后的三年運(yùn)轉(zhuǎn)中，電站逐個(gè)處理了新冒出來的設(shè)備毛病問題，并經(jīng)過不斷優(yōu)化運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略，連續(xù)打破單日、單月、年度運(yùn)轉(zhuǎn)紀(jì)錄。自2021年8月5日汽輪機(jī)及管道再次整改完成后，一直安穩(wěn)發(fā)電至今，僅僅用了11個(gè)月的時(shí)刻，就完成了年度規(guī)劃發(fā)電量(1.46億kWh)，成為全國(guó)首個(gè)年發(fā)電量完全到達(dá)規(guī)劃水平的光熱電站。依據(jù)咱們的猜測(cè)，到下個(gè)月5號(hào)，整個(gè)運(yùn)轉(zhuǎn)年度的發(fā)電量有望到達(dá)近1.6億kWh，將超出年度規(guī)劃發(fā)電量10%，這也將是全球范圍內(nèi)第一個(gè)到達(dá)如此優(yōu)異體現(xiàn)的塔式熔鹽儲(chǔ)能光熱電站。根據(jù)以上德令哈光熱電站優(yōu)異的運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)，以及咱們從中堆集的豐富運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)歷，對(duì)于后續(xù)的塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目，咱們有充分的信心在18個(gè)月內(nèi)即完成連續(xù)12個(gè)月累計(jì)發(fā)電量到達(dá)規(guī)劃值的方針，從而改變光熱電站學(xué)習(xí)期長(zhǎng)、產(chǎn)能爬坡慢的痛點(diǎn)，為業(yè)主創(chuàng)造更多價(jià)值。
Q：請(qǐng)問光熱電站運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)與哪些要素有關(guān)，青海中控德令哈光熱電站又是怎么做到快速達(dá)產(chǎn)的，這其中有哪些要害點(diǎn)，咱們?cè)谝?guī)劃、運(yùn)轉(zhuǎn)方面又有哪些獨(dú)到之處?
A：光熱電站的運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)首要與光資源狀況直接相關(guān)，當(dāng)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(chǔ)換熱體系、汽輪發(fā)電體系等各個(gè)體系的規(guī)劃匹配度，設(shè)備功用，設(shè)備可靠性，運(yùn)轉(zhuǎn)優(yōu)化水相等。為進(jìn)步青海中控德令哈50MW光熱電站的運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)，咱們各方做了很多的作業(yè)。
首要說說體系規(guī)劃方面，光熱電站的聚光集熱體系、儲(chǔ)換熱體系和發(fā)電體系之間的集成是一項(xiàng)應(yīng)戰(zhàn)，要害是要做好各體系之間參數(shù)的匹配，以及設(shè)備之間接口的合理規(guī)劃，確保規(guī)劃計(jì)劃符合光熱發(fā)電的特色及運(yùn)轉(zhuǎn)模式?？蓜偌寄芙?jīng)過自主研制的塔式熔鹽光熱電站規(guī)劃軟件，并結(jié)合已建成運(yùn)轉(zhuǎn)的德令哈10MW電站的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)，完成了電站聚光集熱、儲(chǔ)換熱和發(fā)電等多個(gè)體系的優(yōu)化規(guī)劃，以及各體系相互間的優(yōu)化裝備，有用進(jìn)步了整個(gè)體系的運(yùn)轉(zhuǎn)功率。
對(duì)塔式光熱發(fā)電體系而言，聚光集熱體系的功用是決議電站運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)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(jìn)而影響光熱電站的功率及發(fā)電量。咱們首要從兩個(gè)方面下手來進(jìn)步聚光精度，首要從定日鏡的機(jī)械結(jié)構(gòu)規(guī)劃與加工制作下手，確保定日鏡的機(jī)械精度;一起，鏡場(chǎng)的定時(shí)校對(duì)對(duì)確保聚光精度也非常重要，咱們選用的根據(jù)機(jī)器視覺的自動(dòng)校對(duì)計(jì)劃，校對(duì)功率比傳統(tǒng)的白板校對(duì)計(jì)劃進(jìn)步25倍，這不只能夠大幅度下降鏡場(chǎng)投運(yùn)前的校對(duì)時(shí)刻，從而縮短調(diào)試工期，更重要的是利用高效的校對(duì)體系能夠?qū)φ谶\(yùn)轉(zhuǎn)的鏡場(chǎng)進(jìn)行高頻率的校對(duì)，確保定日鏡的精度在全生命周期內(nèi)一直維持在最佳水平。鏡場(chǎng)操控體系的功用對(duì)發(fā)電量的影響也至關(guān)重要。依托咱們?cè)诓倏伢w系領(lǐng)域近30年的堆集，自主研制的鏡場(chǎng)操控體系，可完成大規(guī)模定日鏡場(chǎng)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(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的一起，大幅進(jìn)步光資源利用率，進(jìn)而進(jìn)步電站發(fā)電量水平。
咱們?cè)谶@方面的作業(yè)作用也是非常顯著的。早在2019年，咱們就委托業(yè)內(nèi)威望的德國(guó)航空航天中心(DLR)與CSPServices共同對(duì)咱們的定日鏡產(chǎn)品進(jìn)行了第三方檢測(cè)認(rèn)證，并獲得了“Excellent”的最高等級(jí)點(diǎn)評(píng)，咱們的定日鏡也或許是到目前為止僅有經(jīng)過世界威望第三方機(jī)構(gòu)檢測(cè)認(rèn)證的塔式光熱電站中心設(shè)備。咱們?cè)诰酃饧療狍w系方面的才能與水平也得到了職業(yè)的廣泛認(rèn)可，咱們牽頭了IEC世界標(biāo)準(zhǔn)《太陽(yáng)能光熱發(fā)電站鏡場(chǎng)操控體系》，以及《塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站集熱體系技能要求》、《塔式太陽(yáng)能光熱發(fā)電站定日鏡技能要求》兩項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的編制。
設(shè)備可靠性也是非常要害的，塔式光熱電站首要設(shè)備包含鏡場(chǎng)、熔鹽吸熱器、熔鹽儲(chǔ)罐、熔鹽泵、熔鹽閥、汽輪發(fā)電機(jī)組等。電站設(shè)備的可靠性是直接影響電站功用及發(fā)電量的首要要素?？蓜偌寄芤?guī)劃開發(fā)了能夠在高原極點(diǎn)環(huán)境下安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)的塔式光熱電站中心設(shè)備，如定日鏡、吸熱器等，處理了高海拔電控規(guī)劃、低溫高傳動(dòng)功率規(guī)劃、低氣壓密封規(guī)劃等一系列難題，并現(xiàn)已過德令哈10MW光熱項(xiàng)目(2013年7月并網(wǎng)發(fā)電，運(yùn)轉(zhuǎn)9年)、德令哈50MW光熱項(xiàng)目(2018年12月并網(wǎng)發(fā)電)、共和50MW光熱項(xiàng)目(2019年9月并網(wǎng)發(fā)電)三個(gè)項(xiàng)目長(zhǎng)時(shí)刻的運(yùn)轉(zhuǎn)驗(yàn)證。一起，可勝技能與國(guó)表里領(lǐng)先的供應(yīng)商和規(guī)劃單位協(xié)作，攻克了熔鹽吸熱器的資料選型、柔性結(jié)構(gòu)規(guī)劃、運(yùn)轉(zhuǎn)工藝規(guī)劃;儲(chǔ)罐結(jié)構(gòu)規(guī)劃和焊接質(zhì)量操控;熔鹽泵高溫環(huán)境下耐磨損規(guī)劃、熔鹽泵與管道及渠道聯(lián)合規(guī)劃;熔鹽閥門密封規(guī)劃等很多技能難題，掌握了設(shè)備要害功用及操控關(guān)鍵，形成了完好的熔鹽體系工藝及設(shè)備質(zhì)量操控流程，確保了這些要害設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)可靠性。
運(yùn)轉(zhuǎn)優(yōu)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(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)與進(jìn)步光資源利用率。據(jù)統(tǒng)計(jì)，德令哈電站場(chǎng)址一年的有云氣候高達(dá)200天以上，不時(shí)飄來的云對(duì)光熱電站的運(yùn)轉(zhuǎn)影響非常大。咱們知道云的遮擋會(huì)導(dǎo)致部分鏡場(chǎng)不能聚光，形成吸熱器因外表溫度劇變而影響其安全運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)運(yùn)轉(zhuǎn)人員而言，挑選關(guān)場(chǎng)、疏鹽是最“安全”的操作，但這會(huì)形成光資源的極大浪費(fèi)，一起鏡場(chǎng)重新投運(yùn)時(shí)還需要花費(fèi)時(shí)刻進(jìn)行吸熱體系及管道的預(yù)熱，進(jìn)一步影響電站的發(fā)電量。而可勝技能的高精度鏡場(chǎng)操控體系，可敏捷對(duì)全鏡場(chǎng)能量進(jìn)行調(diào)度，以完成來云狀況下吸熱器外表能量均勻分布，不發(fā)生外表溫度劇變，盡量防止關(guān)場(chǎng)、疏鹽，從而完成對(duì)光資源的最大極限利用。一起，云遮擋的持續(xù)時(shí)刻長(zhǎng)短，也或許對(duì)電站怎么挑選運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略形成影響，進(jìn)而影響發(fā)電量。舉個(gè)例子，鏡場(chǎng)被來云遮擋時(shí)，電站需要依據(jù)云的持續(xù)時(shí)刻挑選最優(yōu)的運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略，若判斷云的持續(xù)時(shí)刻很短，應(yīng)經(jīng)過調(diào)整鏡場(chǎng)能量和熔鹽流量、防止鏡場(chǎng)關(guān)場(chǎng)，確保在云遮擋完畢后敏捷恢復(fù)正常作業(yè)狀況;若判斷云的持續(xù)時(shí)刻很長(zhǎng)，則應(yīng)挑選鏡場(chǎng)撤場(chǎng)、吸熱體系疏鹽。怎么挑選最佳運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略的中心是對(duì)云的運(yùn)轉(zhuǎn)趨勢(shì)進(jìn)行精準(zhǔn)的猜測(cè)，可勝技能自主研制的云猜測(cè)體系，具有云識(shí)別和云運(yùn)動(dòng)盯梢功用，完成了30分鐘以內(nèi)的DNI猜測(cè)功用，經(jīng)過與鏡場(chǎng)操控體系的深度耦合，協(xié)助操作人員挑選最佳運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略，削減吸熱器的啟停次數(shù)，大幅進(jìn)步光資源利用率。
一起，為進(jìn)步電站運(yùn)轉(zhuǎn)的安穩(wěn)性和發(fā)電量水平，下降人為要素導(dǎo)致的體系功率下降和設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)危險(xiǎn)，咱們還開發(fā)了聚光集熱體系自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)軟件，完成了聚光集熱體系在不同工況下的自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)。不只如此，根據(jù)德令哈50MW項(xiàng)目的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)歷，規(guī)劃開發(fā)了設(shè)備專家確診體系軟件和運(yùn)營(yíng)剖析體系軟件，完成了電站要害設(shè)備提早毛病預(yù)警，能夠指導(dǎo)電站運(yùn)轉(zhuǎn)人員持續(xù)改進(jìn)運(yùn)轉(zhuǎn)戰(zhàn)略，一起大幅下降毛病處理時(shí)刻。
此外，針對(duì)西北區(qū)域常年風(fēng)沙對(duì)鏡場(chǎng)清潔度的影響，可勝技能規(guī)劃開發(fā)了世界首創(chuàng)的全自動(dòng)清洗車，具有自動(dòng)導(dǎo)航、水洗/干洗功用，可大幅進(jìn)步鏡場(chǎng)清洗功率，確保定日鏡的清潔度與發(fā)電功率，下降運(yùn)營(yíng)成本。該設(shè)備榮獲SolarPACES2020技能創(chuàng)新大獎(jiǎng)。
Q：咱們知道，青海中控德令哈光熱電站是僅有定時(shí)揭露發(fā)表運(yùn)轉(zhuǎn)狀況的光熱電站，您此前也多次共享過電站的運(yùn)轉(zhuǎn)經(jīng)歷和經(jīng)歷，這次能否介紹下電站運(yùn)轉(zhuǎn)至今遇到的首要問題有哪些?有哪些經(jīng)歷經(jīng)歷是值得同行學(xué)習(xí)汲取的?
A：青海中控德令哈50MW光熱電站投運(yùn)以來，首要處理了冷鹽泵轟動(dòng)、吸熱屏堵管、汽輪機(jī)動(dòng)靜摩擦等問題。其中冷鹽泵轟動(dòng)與吸熱屏堵管的問題對(duì)發(fā)電量的影響雖然不是太大，但也花了一年左右的時(shí)刻才逐個(gè)處理，今后新建電站的規(guī)劃中，只要汲取經(jīng)歷完全能夠防止再次發(fā)生。而汽輪機(jī)的問題相對(duì)仍是比較嚴(yán)重的，電站移送生產(chǎn)后，2020年7月到2021年7月，一年時(shí)刻內(nèi)三次因汽輪機(jī)毛病進(jìn)行整改。前兩次整改就是汽輪機(jī)返廠檢修，一起加固汽輪機(jī)以進(jìn)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(jī)再一次返廠檢修外，還在規(guī)劃單位西北電力規(guī)劃院的大力支持下，對(duì)主蒸汽管道進(jìn)行了全面整改，以顯著下降蒸汽管道對(duì)汽輪機(jī)的推力，從作用來看也是不錯(cuò)的，也為這11個(gè)月來優(yōu)異的運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)打下了根底。
過后回顧起來，這些問題呈現(xiàn)的原因首要仍是相關(guān)各方經(jīng)歷不足，只要在規(guī)劃、制作和運(yùn)轉(zhuǎn)階段得到充分注重，這個(gè)問題也是完全能夠防止的。比如熔鹽泵的轟動(dòng)，在規(guī)劃階段需優(yōu)化規(guī)劃好泵的根底，并針對(duì)泵渠道和管道進(jìn)行聯(lián)合計(jì)算和動(dòng)態(tài)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(guī)劃時(shí)簡(jiǎn)略調(diào)整一下吸熱器內(nèi)部連接管道的結(jié)構(gòu)就能夠處理;而汽輪機(jī)的問題，在規(guī)劃階段需針對(duì)光熱電站頻繁啟停以及經(jīng)常變負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的特色，在汽輪機(jī)規(guī)劃選型、管道優(yōu)化規(guī)劃方面加以注重，就可有用防止。
經(jīng)過剖析本項(xiàng)目的運(yùn)轉(zhuǎn)狀況，咱們能夠得出結(jié)論：聚光集熱體系及熔鹽儲(chǔ)換熱體系一直安穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)，這說明這些中心技能及設(shè)備是老練可行的，而慣例島并不慣例，呈現(xiàn)問題相對(duì)較多，缺少針對(duì)性的優(yōu)化規(guī)劃，后續(xù)項(xiàng)目需要點(diǎn)重視。對(duì)于塔式光熱電站整體而言，首要設(shè)備現(xiàn)已不存在“卡脖子”難題。下一步的方針是推進(jìn)熔鹽泵、吸熱器資料等進(jìn)口設(shè)備資料的國(guó)產(chǎn)化，一起不斷展開體系和設(shè)備優(yōu)化，以進(jìn)步體系功率，下降成本，進(jìn)步光熱發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性。
Q：德令哈光熱電站的成功運(yùn)轉(zhuǎn)，對(duì)整個(gè)光熱發(fā)電職業(yè)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(guī)劃發(fā)電量，充分驗(yàn)證了塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目完全能夠在我國(guó)西北高海拔、低溫、多風(fēng)沙的惡劣環(huán)境下建成并成功運(yùn)轉(zhuǎn)。
其次，該電站的運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)也說明晰咱們自主研制的塔式光熱發(fā)電技能現(xiàn)已老練，所選用的國(guó)產(chǎn)化聚光集熱體系和儲(chǔ)換熱體系等中心設(shè)備也是可靠的。經(jīng)過項(xiàng)目的建造運(yùn)轉(zhuǎn)為整個(gè)光熱職業(yè)堆集了名貴的經(jīng)歷，培養(yǎng)了一批具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的光熱發(fā)電工業(yè)鏈企業(yè)，為光熱發(fā)電下階段更大規(guī)模的推廣應(yīng)用打下了扎實(shí)的根底。
一起，塔式熔鹽光熱電站的冬天運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)說明在我國(guó)西北建造塔式光熱電站是十分必要的。目前，在光熱發(fā)電的幾種技能道路中，已完成商業(yè)化的技能道路以塔式和槽式為主。我國(guó)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(guó)DNI較高的區(qū)域大多坐落中高緯度區(qū)域，這些區(qū)域冬天太陽(yáng)高度角較小，槽式選用單軸盯梢形式，其鏡場(chǎng)的余弦功率會(huì)顯著下降，冬至的鏡場(chǎng)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(yáng)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(fā)電量往往會(huì)超越夏日。由于冬天水電普遍進(jìn)入枯水期，電網(wǎng)調(diào)峰資源嚴(yán)重不足，塔式光熱電站可堅(jiān)持冬天較高的可利用小時(shí)數(shù)，能夠?yàn)殡娏?yīng)供給更大的保證。
由德令哈50MW項(xiàng)目近11個(gè)月發(fā)電量數(shù)據(jù)(圖1)能夠看出，電站逐月發(fā)電量平穩(wěn)，受季節(jié)影響不大。特別是在2021年10月份至本年1月份四個(gè)月冬天期間，冬天運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)更為杰出，月平均發(fā)電量高達(dá)1551.5萬(wàn)度，高于規(guī)劃月平均值(1216.67萬(wàn)kWh)，充分體現(xiàn)出塔式光熱發(fā)電技能道路在我國(guó)高緯度區(qū)域應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)。
圖1：電站最近11個(gè)月發(fā)電量數(shù)據(jù)
到目前我國(guó)有8個(gè)光熱演示項(xiàng)目并網(wǎng)發(fā)電，雖然經(jīng)過不斷地消缺，這些光熱發(fā)電演示項(xiàng)目的功用和發(fā)電量都在逐步進(jìn)步，但距離到達(dá)年度規(guī)劃發(fā)電量尚有距離，這導(dǎo)致了部分人士對(duì)光熱發(fā)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(dá)規(guī)劃值，能夠說是為我國(guó)光熱工業(yè)的展開注入了一劑“強(qiáng)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(guó)家第一批光熱發(fā)電演示項(xiàng)目之一，裝機(jī)容量50MW，裝備7小時(shí)熔鹽儲(chǔ)能體系，鏡場(chǎng)采光面積54.27萬(wàn)平方米，規(guī)劃年發(fā)電量1.46億kWh，每年可節(jié)約4.6萬(wàn)噸標(biāo)準(zhǔn)煤，一起減排二氧化碳?xì)怏w約12.1萬(wàn)噸，具有杰出的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)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(shí)產(chǎn)權(quán)的塔式熔鹽光熱發(fā)電中心技能，95%以上的設(shè)備完成了國(guó)產(chǎn)化。電站運(yùn)轉(zhuǎn)體現(xiàn)現(xiàn)已過德國(guó)獨(dú)立工程咨詢公司Fichtner的完好技能評(píng)估，確定其技能已到達(dá)全球同類電站最先進(jìn)水平。能源日參
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光熱
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