国家电网张启平：配储能的光热电站比光伏+电池储能电站更具经济性

电力18讯：“随着新能源发电比例的增加，电源结构要相应的进行优化调整，大规模消纳新能源电力需要增加包括抽水蓄能机组、调峰深度和调频调压性能满足系统安全要求的煤电、燃机、太阳能光热发电机组等灵活调节电源，加快推进带有储能功能的光热发电技术。”原国家电网公司总工程师、国家电网华东分部顾问张启平在于近日召开的2018年中国电机工程学会年会上如是表示。

 

能源转型是大势所趋，在我国去年发布的能源革命中，明确提出了到2030年和2050年非化石能源消费占比分别达到20%和50%以上的目标。非化石能源主要来自水电和风、光等新能源。截至2017年底，风、光发电装机容量占全部发电装机容量的17%，已成为我国第三大主力能源。

 

张启平分析认为，目前电网中非同步功率增加导致系统抗扰动能力和电压稳定性下降，交流电网还存在制约新能源电力消纳的短板。因此，要消除电网结构方面存在的薄弱环节，优化调整电源结构，与新能源装机同步增加其60%及以上的灵活调节电源是必要的。

 

张启平表示，大规模消纳的同时要同步增加新能源装机60%以上的灵活性调节电源，为系统安全运行提供必要的频率、电压响应和转动惯量、短路容量支持等辅助服务。“即便是新型的储能系统也不能完全替代灵活性电源在保障系统安全上的作用。”

 

他进一步指出，灵活调节电源的主要作用与运行方式体现为以下三点：

 

◢ 与新能源装机互补运行并具有深度调峰能力，风电和光电大发季节和时段，灵活调节电源为新能源机组让出足够的发电量空间，风力小或阴雨天替代新能源机组发电；

 

◢ 灵活调节电源在各种情况下，都要为系统安全运行提供必要的频率、电压响应和转动惯量、短路容量支撑等系统辅助服务；

 

◢ 新型储能系统也不能完全代替灵活调节电源在保障系统安全方面的作用。

 

张启平还就光伏+电池储能电站与带有储能功能的光热电站的技术经济特性进行了对比。“光伏和风电要成为电力系统中可靠的保障，必须配置至少6小时的储能电站。特别是光伏电站，要满足晚高峰的用电需求，如果不配备储能装置根本不能参与电力平衡。”

 

张启平表示，在容量相同的前提下，配置储能系统的光热电站要比光伏+电池储能电站更具经济性：一方面，后者年发电量是前者的3倍多，且其可以为系统提供稳定的电力供应和必须的频率、电压响应和转动惯量、短路容量支撑；另一方面，以光伏发电叠加磷酸铁锂电池储能的方式为例，电厂寿命按25年计算，磷酸铁锂电池在寿命期内需要更换2次，电池平均储能效率以80%计算，如果资本金内部收益率要达到10%，含税上网电价要达到1.5元/千瓦时。而同样收益条件下，光热发电的含税电价仅需1.048元/千瓦时。

 

张启平也表示，煤电机组改造、集中式燃气轮机发电机组以及抽水蓄能电站都是灵活性调节电源的重要选项，而当前在相关领域还有大量问题需要克服。“例如在燃煤机组灵活性改造方面，机组灵活运行会带来改造与运行成本的增加。因此要确定合理的调峰深度和速度，还要建立长效的辅助服务机制，确保灵活性改造有序进行。”

 

作者：张启平，原国家电网公司总工程师。张启平总工程师长期从事电力系统分析与控制等领域的研究工作，主持的科研项目曾获中国电力科技一等奖、国家电网公司特等奖。