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下载手机APP 碳中和时代全面降临，先立后破，建造以新能源为主体的新型电力体系需应对新能源的间歇性应战。6月1日，九部委联合印发“十四五”可再生能源规划，规划指出将有序推进长时储热型太阳能热发电展开，进步可再生能源存储才能。太阳能热发电是一种完全绿色可调的可再生能源，自配大容量储能的光热发电，不只可向电网运送连续、安稳、可调度的高品质清洁电力，还能够作为电力体系的基荷电源和调峰电源。
昨日，浙江可胜技能股份有限公司(以下简称可胜技能)消息：其建造的青海中控德令哈50MW光热电站最近11个月发电量到达1.46亿kWh，超越年度规划发电量(1.46亿kWh)，成为全国首个年发电量完全到达规划水平的光热电站!此则信息令光热职业振作!
这样的运转体现究竟意味着什么?
对我国光热职业的展开又将产生哪些积极的影响?
可胜技能怎么做到的?
带着这些问题，咱们向浙江可胜技能股份有限公司董事长兼总工程师金建祥教授一探究竟。
Q&A
Q：青海中控德令哈50MW光热电站获得这样的运转水平，那么与国表里同类型电站比较，这样的运转体现究竟处于什么样的水平?
A：世界上已投运的塔式光热电站，自并网发电以后往往有3-5年的功用进步期。国内光热发电技能较国外起步较晚，经过国家演示项目的建造，目前已有5座大型塔式光热电站并网发电，绝大多数处于消缺阶段或功用快速进步期。
咱们德令哈光热电站于2018年12月30日并网发电，2019年4月17日首次完成满负荷运转，经过半年的快速消缺及试运转，于2019年7月下旬正式进入惯例运转阶段。在随后的三年运转中，电站逐个处理了新冒出来的设备毛病问题，并经过不断优化运转战略，连续打破单日、单月、年度运转纪录。自2021年8月5日汽轮机及管道再次整改完成后，一直安稳发电至今，仅仅用了11个月的时刻，就完成了年度规划发电量(1.46亿kWh)，成为全国首个年发电量完全到达规划水平的光热电站。依据咱们的猜测，到下个月5号，整个运转年度的发电量有望到达近1.6亿kWh，将超出年度规划发电量10%，这也将是全球范围内第一个到达如此优异体现的塔式熔盐储能光热电站。根据以上德令哈光热电站优异的运转体现，以及咱们从中堆集的丰富运转经历，对于后续的塔式光热发电项目，咱们有充分的信心在18个月内即完成连续12个月累计发电量到达规划值的方针，从而改变光热电站学习期长、产能爬坡慢的痛点，为业主创造更多价值。
Q：请问光热电站运转体现与哪些要素有关，青海中控德令哈光热电站又是怎么做到快速达产的，这其中有哪些要害点，咱们在规划、运转方面又有哪些独到之处?
A：光热电站的运转体现首要与光资源状况直接相关，当然光资源是非技能要素，咱们这儿不做讨论。技能要素首要包含聚光集热体系、储换热体系、汽轮发电体系等各个体系的规划匹配度，设备功用，设备可靠性，运转优化水相等。为进步青海中控德令哈50MW光热电站的运转体现，咱们各方做了很多的作业。
首要说说体系规划方面，光热电站的聚光集热体系、储换热体系和发电体系之间的集成是一项应战，要害是要做好各体系之间参数的匹配，以及设备之间接口的合理规划，确保规划计划符合光热发电的特色及运转模式。可胜技能经过自主研制的塔式熔盐光热电站规划软件，并结合已建成运转的德令哈10MW电站的运转数据，完成了电站聚光集热、储换热和发电等多个体系的优化规划，以及各体系相互间的优化装备，有用进步了整个体系的运转功率。
对塔式光热发电体系而言，聚光集热体系的功用是决议电站运转体现的最要害要素，而这儿面，聚光精度直接决议着聚光集热体系的功率，进而影响光热电站的功率及发电量。咱们首要从两个方面下手来进步聚光精度，首要从定日镜的机械结构规划与加工制作下手，确保定日镜的机械精度;一起，镜场的定时校对对确保聚光精度也非常重要，咱们选用的根据机器视觉的自动校对计划，校对功率比传统的白板校对计划进步25倍，这不只能够大幅度下降镜场投运前的校对时刻，从而缩短调试工期，更重要的是利用高效的校对体系能够对正在运转的镜场进行高频率的校对，确保定日镜的精度在全生命周期内一直维持在最佳水平。镜场操控体系的功用对发电量的影响也至关重要。依托咱们在操控体系领域近30年的堆集，自主研制的镜场操控体系，可完成大规模定日镜场的集群操控，并与吸热器操控体系深度耦合，在确保电站聚光集热体系安全安稳运转的一起，大幅进步光资源利用率，进而进步电站发电量水平。
咱们在这方面的作业作用也是非常显着的。早在2019年，咱们就委托业内威望的德国航空航天中心(DLR)与CSPServices共同对咱们的定日镜产品进行了第三方检测认证，并获得了“Excellent”的最高等级点评，咱们的定日镜也或许是到目前为止仅有经过世界威望第三方机构检测认证的塔式光热电站中心设备。咱们在聚光集热体系方面的才能与水平也得到了职业的广泛认可，咱们牵头了IEC世界标准《太阳能光热发电站镜场操控体系》，以及《塔式太阳能光热发电站集热体系技能要求》、《塔式太阳能光热发电站定日镜技能要求》两项国家标准的编制。
设备可靠性也是非常要害的，塔式光热电站首要设备包含镜场、熔盐吸热器、熔盐储罐、熔盐泵、熔盐阀、汽轮发电机组等。电站设备的可靠性是直接影响电站功用及发电量的首要要素。可胜技能规划开发了能够在高原极点环境下安稳运转的塔式光热电站中心设备，如定日镜、吸热器等，处理了高海拔电控规划、低温高传动功率规划、低气压密封规划等一系列难题，并现已过德令哈10MW光热项目(2013年7月并网发电，运转9年)、德令哈50MW光热项目(2018年12月并网发电)、共和50MW光热项目(2019年9月并网发电)三个项目长时刻的运转验证。一起，可胜技能与国表里领先的供应商和规划单位协作，攻克了熔盐吸热器的资料选型、柔性结构规划、运转工艺规划;储罐结构规划和焊接质量操控;熔盐泵高温环境下耐磨损规划、熔盐泵与管道及渠道联合规划;熔盐阀门密封规划等很多技能难题，掌握了设备要害功用及操控关键，形成了完好的熔盐体系工艺及设备质量操控流程，确保了这些要害设备的运转可靠性。
运转优化方面，最中心的是怎么在有云气候状况下，兼顾吸热器的安全安稳运转与进步光资源利用率。据统计，德令哈电站场址一年的有云气候高达200天以上，不时飘来的云对光热电站的运转影响非常大。咱们知道云的遮挡会导致部分镜场不能聚光，形成吸热器因外表温度剧变而影响其安全运转，对运转人员而言，挑选关场、疏盐是最“安全”的操作，但这会形成光资源的极大浪费，一起镜场重新投运时还需要花费时刻进行吸热体系及管道的预热，进一步影响电站的发电量。而可胜技能的高精度镜场操控体系，可敏捷对全镜场能量进行调度，以完成来云状况下吸热器外表能量均匀分布，不发生外表温度剧变，尽量防止关场、疏盐，从而完成对光资源的最大极限利用。一起，云遮挡的持续时刻长短，也或许对电站怎么挑选运转战略形成影响，进而影响发电量。举个例子，镜场被来云遮挡时，电站需要依据云的持续时刻挑选最优的运转战略，若判断云的持续时刻很短，应经过调整镜场能量和熔盐流量、防止镜场关场，确保在云遮挡完毕后敏捷恢复正常作业状况;若判断云的持续时刻很长，则应挑选镜场撤场、吸热体系疏盐。怎么挑选最佳运转战略的中心是对云的运转趋势进行精准的猜测，可胜技能自主研制的云猜测体系，具有云识别和云运动盯梢功用，完成了30分钟以内的DNI猜测功用，经过与镜场操控体系的深度耦合，协助操作人员挑选最佳运转战略，削减吸热器的启停次数，大幅进步光资源利用率。
一起，为进步电站运转的安稳性和发电量水平，下降人为要素导致的体系功率下降和设备运转危险，咱们还开发了聚光集热体系自动化运转软件，完成了聚光集热体系在不同工况下的自动化运转。不只如此，根据德令哈50MW项目的运转经历，规划开发了设备专家确诊体系软件和运营剖析体系软件，完成了电站要害设备提早毛病预警，能够指导电站运转人员持续改进运转战略，一起大幅下降毛病处理时刻。
此外，针对西北区域常年风沙对镜场清洁度的影响，可胜技能规划开发了世界首创的全自动清洗车，具有自动导航、水洗/干洗功用，可大幅进步镜场清洗功率，确保定日镜的清洁度与发电功率，下降运营成本。该设备荣获SolarPACES2020技能创新大奖。
Q：咱们知道，青海中控德令哈光热电站是仅有定时揭露发表运转状况的光热电站，您此前也多次共享过电站的运转经历和经历，这次能否介绍下电站运转至今遇到的首要问题有哪些?有哪些经历经历是值得同行学习汲取的?
A：青海中控德令哈50MW光热电站投运以来，首要处理了冷盐泵轰动、吸热屏堵管、汽轮机动静摩擦等问题。其中冷盐泵轰动与吸热屏堵管的问题对发电量的影响虽然不是太大，但也花了一年左右的时刻才逐个处理，今后新建电站的规划中，只要汲取经历完全能够防止再次发生。而汽轮机的问题相对仍是比较严重的，电站移送生产后，2020年7月到2021年7月，一年时刻内三次因汽轮机毛病进行整改。前两次整改就是汽轮机返厂检修，一起加固汽轮机以进步蒸汽管道推力的承受才能，而最终一次整改，也就是上一年7月份到8月份期间，除了汽轮机再一次返厂检修外，还在规划单位西北电力规划院的大力支持下，对主蒸汽管道进行了全面整改，以显着下降蒸汽管道对汽轮机的推力，从作用来看也是不错的，也为这11个月来优异的运转体现打下了根底。
过后回顾起来，这些问题呈现的原因首要仍是相关各方经历不足，只要在规划、制作和运转阶段得到充分注重，这个问题也是完全能够防止的。比如熔盐泵的轰动，在规划阶段需优化规划好泵的根底，并针对泵渠道和管道进行联合计算和动态剖析，也是完全能够防止的;吸热器的堵管问题只需要在吸热器规划时简略调整一下吸热器内部连接管道的结构就能够处理;而汽轮机的问题，在规划阶段需针对光热电站频繁启停以及经常变负荷运转的特色，在汽轮机规划选型、管道优化规划方面加以注重，就可有用防止。
经过剖析本项目的运转状况，咱们能够得出结论：聚光集热体系及熔盐储换热体系一直安稳运转，这说明这些中心技能及设备是老练可行的，而惯例岛并不惯例，呈现问题相对较多，缺少针对性的优化规划，后续项目需要点重视。对于塔式光热电站整体而言，首要设备现已不存在“卡脖子”难题。下一步的方针是推进熔盐泵、吸热器资料等进口设备资料的国产化，一起不断展开体系和设备优化，以进步体系功率，下降成本，进步光热发电的经济性。
Q：德令哈光热电站的成功运转，对整个光热发电职业的展开有哪些积极意义呢?
A：首要，青海中控德令哈50MW塔式光热电站率先超越年度规划发电量，充分验证了塔式光热发电项目完全能够在我国西北高海拔、低温、多风沙的恶劣环境下建成并成功运转。
其次，该电站的运转数据也说明晰咱们自主研制的塔式光热发电技能现已老练，所选用的国产化聚光集热体系和储换热体系等中心设备也是可靠的。经过项目的建造运转为整个光热职业堆集了名贵的经历，培养了一批具有较强竞争力的光热发电工业链企业，为光热发电下阶段更大规模的推广应用打下了扎实的根底。
一起，塔式熔盐光热电站的冬天运转体现说明在我国西北建造塔式光热电站是十分必要的。目前，在光热发电的几种技能道路中，已完成商业化的技能道路以塔式和槽式为主。我国已建成的大型光热电站中，塔式技能道路约占60%,槽式技能约占28%，线性菲涅尔技能约占12%。我国DNI较高的区域大多坐落中高纬度区域，这些区域冬天太阳高度角较小，槽式选用单轴盯梢形式，其镜场的余弦功率会显着下降，冬至的镜场功率仅约为夏至的30%左右。而塔式的定日镜选用双轴盯梢形式，能够很好的削减太阳高度角变小带来的余弦功率丢失，其冬天与夏日的电站功率差异不大，而且得益于冬天降雨量较少，其冬天发电量往往会超越夏日。由于冬天水电普遍进入枯水期，电网调峰资源严重不足，塔式光热电站可坚持冬天较高的可利用小时数，能够为电力供应供给更大的保证。
由德令哈50MW项目近11个月发电量数据(图1)能够看出，电站逐月发电量平稳，受季节影响不大。特别是在2021年10月份至本年1月份四个月冬天期间，冬天运转体现更为杰出，月平均发电量高达1551.5万度，高于规划月平均值(1216.67万kWh)，充分体现出塔式光热发电技能道路在我国高纬度区域应用的优势。
图1：电站最近11个月发电量数据
到目前我国有8个光热演示项目并网发电，虽然经过不断地消缺，这些光热发电演示项目的功用和发电量都在逐步进步，但距离到达年度规划发电量尚有距离，这导致了部分人士对光热发电技能心存疑虑。在此状况下，青海中控德令哈光热电站首要到达规划值，能够说是为我国光热工业的展开注入了一剂“强心针”。
青海中控德令哈50MW光热电站介绍
青海中控德令哈50MW光热电站，是国家第一批光热发电演示项目之一，装机容量50MW，装备7小时熔盐储能体系，镜场采光面积54.27万平方米，规划年发电量1.46亿kWh，每年可节约4.6万吨标准煤，一起减排二氧化碳气体约12.1万吨，具有杰出的经济效益与社会效益。
电站选用浙江可胜技能股份有限公司自主研制并完全具有知识产权的塔式熔盐光热发电中心技能，95%以上的设备完成了国产化。电站运转体现现已过德国独立工程咨询公司Fichtner的完好技能评估，确定其技能已到达全球同类电站最先进水平。能源日参
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