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調度運行創新擠出消納“海綿空間”

提供者:   來源: http://www.ujbiya.live/hydt/n756.html   時間:2019-03-11  

調度運行創新

擠出消納“海綿空間”

———國家電網有限公司2018年新能源消納“雙升雙降”調查(下)

中國電力新聞網記者 趙冉

  2月24日,共有3臺30萬千瓦火力發電機組、共計90萬千瓦容量的蘭州鋁業有限公司自備電廠(以下簡稱“蘭鋁電廠”)單臺機組運行,出力14萬千瓦。此時,它正扮演著電網“蓄電池”的角色,正式名稱叫“虛擬儲能”。  

  2018年國家電網有限公司持續提升電網平衡調節能力,挖掘火電調峰潛力,推廣調峰輔助服務市場試點,探索開展需求側響應;同時,積極實施全網統一調度,加強省間電網調峰互濟,完善區域和跨區旋轉備用共享機制,通過各種調度創新手段為新能源消納擠出了 “海綿空間”。虛擬儲能正是西北電網調峰輔助服務市場創新的手段。   

  深度調峰虛擬儲能挖掘火電潛力

  蘭鋁電廠曾經過著自給自足的“小日子”。每年43萬噸的電解鋁和23萬噸的預焙陽極炭塊綜合生產能力,配上3臺30萬千瓦的火電裝機,剛好滿足每年60億千瓦時的自發自用電量。但是在全國綠色發展的形勢下,蘭鋁電廠逐漸走上了“綠色電解鋁”的發展道路。  

  蘭鋁電廠是全國首個虛擬儲能試點電廠。虛擬儲能是2018年西北電網首創的跨省調峰輔助服務市場的一個交易品種,指在不新增儲能設施的情況下,利用網內自備企業、直流配套電源等獨立控制區的調節能力,為新能源提供存取服務。“新能源的生產是不穩定的,但整個大電網的供用要保持實時平衡,我們就好像電網的蓄電池,電網根據需要實時從我們這里調取不同的電量。”蘭州鋁業有限公司總經理助理徐薇向記者介紹。  

  西北電網共有自備電廠155座,總裝機3817萬千瓦,占西北發電總裝機的29.53%,全網自備電廠實際運行最大功率約為400萬千瓦。經初步測算,若自備電廠參與虛擬儲能,可釋放900萬千瓦調峰能力,相當于建設百萬千瓦級抽水蓄能電站9座。以蘭鋁電廠為例,通過壓減自備電廠出力,用新能源發電量進行置換,截至2018年底,蘭鋁電廠共計消納新能源發電量64.43億千瓦時。  

  為更好地開展新能源替代,蘭鋁電廠在國網甘肅省電力公司 (以下簡稱 “甘肅電力”)的指導下對機組進行了靈活性改造,增強電網調峰能力和運行靈活性。“在兩臺機組壓停的情況下,單臺機組最大可深調至12萬千瓦。去年12月我們兩次深調至12萬千瓦,分別運行了6~8小時。目前14萬千瓦深調已是常態。”蘭鋁電廠廠長武玉鋼說。  

  2018年4月1日,甘肅電力輔助服務市場正式啟動運營。甘肅電力調度控制中心調控處處長伏歲林說,通過市場化激勵手段,火電機組啟動深度調峰意愿增加,全網增加調峰電力134.3萬千瓦。火電機組推進靈活性改造積極性增加,預計2019年完成8家電廠靈活性改造,將再增加調峰能力65.8萬千瓦,可有效緩解冬季供熱期間電網調峰與新能源消納的矛盾。  

  國家電投河南電力有限公司開封發電分公司(以下簡稱“開封火電廠”)2號汽輪機靈活性深度供熱改造于2018年底完成,是全國首例60萬千瓦機組深度供熱改   造。這臺60萬千瓦機組按照設計工況,最低可深調至17萬千瓦。  

  “改造技術就是在中低壓缸導汽管上安裝嚴密性好的關斷閥門,在機組運行中關閉導汽管上閥門,低壓缸不進汽,中壓缸排汽基本上全部對外供熱。實現了在不設置離合器或不換轉子的情況下,切除低壓缸(低壓缸零出力)運行,實現了機組抽凝運行和背壓運行的自動切換,具有較大的調峰能力和可實現供熱能力最大化。兩臺機組通過深度供熱改造后新增最大熱負荷897.2兆瓦折合供熱供汽量1261.7噸/小時。”開封火電廠副總工程師丁民介紹說。  

  目前,國網河南省電力公司(以下簡稱“河南電力”)已促請政府推動完成供熱機組靈活性改造150萬千瓦,提升電網調峰能力30萬千瓦,預計到2020年共計完成500萬千瓦供熱機組靈活性改造。  

  旋轉備用共享提供省間強大后援

  處于京津冀大氣污染防治通道上的河南省近年來為解決煤炭散燒問題,對火電機組大量進行了供熱改造。目前全省共有供熱 機組78臺,供熱容量2700萬千瓦,裝機容量占統調火電機組裝機容量的52.7%。  

  “實際運行的時候火電機組占比更高,因為供熱機組‘以熱定電’要保持一定的負荷,低負荷比常規火電機組高,電網負荷高時頂峰能力又不足,因此,在供熱季,河南電網的調峰形勢更嚴峻了。”河南電力調度控制中心副主任鎬俊杰向記者介紹說,河南電力開發建設了供熱在線監測系統,根據供熱流量實時監視供熱機組電負荷下限,嚴格按照“以熱定電”的原則調整供熱機組發電。  

  “我們公司自主開發的供熱在線監測系統,可對全省所有供熱機組的供熱流量進行實時采集,在實時運行監測中督促相關電廠達到調峰能力,對達不到‘以熱定電’要求的機組進行考核。”河南電力調度控制中心計劃處處長張樹森表示,在供熱期不知道機組實際供熱量的情況下,有些機組會借供熱的名義超發電量。有了供熱在線監測系統,就可以把調峰空間充分利用。  

  據介紹,在西北地區新能源大發期間,河南本地火電機組采取小開機方式,在用電晚高峰時光伏負荷下去了,而風電負荷還沒有上來,電網頂峰能力有限,這時跨省備用共享機制就發揮了巨大作用。2018年,國家電網完善區域和跨區旋轉備用共享機制,將新能源發電出力納入電力電量平衡研究,打破分省備用模式,充分利用跨省調節資源及各區域電網負荷特性差異,建立跨區備用共享機制。河南省就是依靠湖南、江西等兄弟省份提供備用來保障晚高峰期間河南電網的安全穩定運行。  

  甘肅電力也向記者表達了跨省備用共享機制對新能源消納的重要。“甘肅省新能源占比這么高,要計算火電最小開機方式來保障電網的安全穩定運行。晚高峰如果火電出力開太大,會影響新能源的消納空間,所以我們通常留有一定的缺口給新能源,然后依托跨省旋轉備用共享機制,利用青海的水電、新疆的火電來給甘肅省調峰。”甘肅電力調度控制中心計劃處副處長楊春祥說。  

  用經濟手段充分調動市場主動性

  2017年底,河南能源監管辦印發《河南電網并網發電廠調峰輔助服務的補充規定(試行)》,2018年3月1日起執行。調峰能力低、不參加調峰或反調峰的單元向調峰能力強且參與調峰的單元提供相應的補償。非供熱期,當天低谷時段最低系統負荷率小于或等于0.55時,啟動運行機組調峰輔助服務考核,而在供熱期間則需當天低谷時段最低系統負荷率小于或等于0.6時方可。  

  河南省常規火電機組是按照50%的開機方式調峰的,這是新能源發展形勢下火電機組的普遍狀態,但這對火電裝機比重高的河南來說顯然是不夠的。  

  “對于火電機組調峰,國家有補償措施,全國基礎的條款差不多,但從實際情況看,按照這個標準調峰補償和考核的量并不大,不能對火電企業形成真正意義上的刺激。”張樹森介紹說,“河南電力促請能源監管部門對‘兩個細則’(《發電廠輔助服務管理實施細則》《發電廠并網運行管理實施細則》)部分條款進行了修訂,進一步完善調峰考核補償機制,冬季調峰困難時段,根據河南電網負荷水平自動啟動燃煤機組負荷率考核,負荷率較高的機組對負荷率低的機組進行經濟補償,利用經濟手段推動燃煤機組加快技術改造,提升調峰深度。”

  “兩個細則”規定,常規燃煤機組和熱電聯產機組在非供熱期必須調峰,基本調峰標準為其額定容量的50%,對發電機組超過基本調峰范圍進行深度調峰的服務進行補償,對超過50%負荷機組進行考核,而負荷率考核與基本負荷考核有很大不同。  

  “基于平均數考核的量是比基于基本負荷考核量大很多。我們測算,一個月全網考核資金可達幾千萬元的規模,落實于某一個電廠金額也不小,調峰力度還是相當大的。”張樹森說。  

  甘肅省也在50%基本負荷考核的基礎上進行了大膽嘗試。在50%以下另設兩檔:機組負荷40%~50%時,補償最高上線是0.4元;機組負荷40%以下時,補償最高上線是1元。各電廠競價申報,調控中心優先調用報價低的機組深度調峰。“自去年甘肅省實施了調峰輔助服務市場以來,新能源增發電量4億千瓦時。”龐偉介紹說。

(信息來源:中國電力報、中國電力新聞網)

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