2016年6月14日國家能源局公布了22個火電靈活性改造試點項目，涉及裝機容量合計約1800萬千瓦，標志著我國正式啟動提升火電靈活性改造示范試點工作。隨著可再生能源的快速發(fā)展與電力供需矛盾加劇，無論是從電力行業(yè)發(fā)展趨勢還是火電自身發(fā)展需求出發(fā)，提升火電靈活性都顯得迫在眉睫。
促綠電消納 解熱電矛盾
《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》提出，“十三五”期間，煤電靈活性改造規(guī)模達2.2億千瓦，其中熱電機組1.33億千瓦，主要位于“三北”地區(qū)，而“三北”地區(qū)正是提升煤電機組靈活性最為迫切的區(qū)域。
作為我國風光資源最為豐富的區(qū)域，“三北”地區(qū)集中著我國80%以上的風、光電裝機，但同時也是“棄風”“棄光”等問題最為嚴重的地區(qū)。根據(jù)國家能源局統(tǒng)計，2016年，甘肅、新疆、吉林、內蒙古棄風率分別高達43%、38%、30%和21%。
一方面，北方地區(qū)氣電成本高昂、經濟性差，抽水蓄能電站建設規(guī)模不足、建設周期長，系統(tǒng)調峰能力跟不上調峰需求，調峰電源的缺乏直接導致電網調節(jié)能力不足。根據(jù)《規(guī)劃》，“十三五”期間“三北”地區(qū)將增加調峰能力4500萬千瓦，這一數(shù)字也與業(yè)內專家對于該地區(qū)調峰能力缺口的預計相吻合。
另一方面，新常態(tài)下，“三北”地區(qū)整體用電負荷增速緩慢，電力消納空間十分有限。“東北地區(qū)目前整體經濟下行壓力仍比較大，煤電為了保證利用小時數(shù)也要靠搶市場電量、外送電量，新能源就更難了?！边|寧省某電廠市場部負責人稱。
這一問題在冬季供暖期更加突出。據(jù)了解，“三北”地區(qū)熱電機組裝機占到該區(qū)域煤電裝機容量的一半，占該區(qū)域總裝機近三分之一。然而，冬季供暖期間，大多數(shù)靈活性不高的熱電機組為保障供熱，只能以高負荷運行，機組調峰能力嚴重受限，新能源消納愈發(fā)困難。
據(jù)估計，“十三五”期間“三北”地區(qū)熱電聯(lián)產機組規(guī)模將持續(xù)擴大，到2020年將達到2.5億千瓦。可再生能源裝機容量與消納能力的不匹配的矛盾，與熱電矛盾結合后更為突出。內蒙古等地區(qū)已開始進行風電供暖等嘗試，但從裝機規(guī)?？紤]，提升火電特別是熱電機組的靈活性，對于解決“三北”地區(qū)的消納矛盾，是最好的選擇。
角色轉變 提高經濟性
“三個一批”原則頒布、上網電價下調、利用小時數(shù)下降、經營業(yè)績下滑……2016年以來，煤電生存狀況開始惡化。有分析師稱，此時提出提升煤電機組靈活性，符合煤電的長期利益，實際是在“救煤電”。
“十三五”期間除了1.33億千瓦的熱電機組外，還有8600萬千瓦的常規(guī)純凝機組也被列入靈活性改造的范圍之內?！兑?guī)劃》稱，“十三五”期間將優(yōu)先改造30萬千瓦級及以下的低參數(shù)煤電機組，引導該部分機組逐步向調峰電源轉型；根據(jù)需要確定60萬千瓦級機組的改造規(guī)模；大容量高參數(shù)高效率的機組則應盡可能保持較高的運行負荷率。
“30萬千瓦級機組大多是服役近20年甚至更久的老機組，實施供熱改造可以延長這些機組的壽命，而靈活性改造改變了這些電源的定位，從另一個角度讓老機組再次煥發(fā)生機。”東部地區(qū)某電廠負責人表示。
國家能源局局長努爾·白克力曾在促進煤電有序發(fā)展電視電話會議上提出，要深刻認識煤電轉型發(fā)展的重大意義，準確把握行業(yè)發(fā)展趨勢，并表示“今后煤電在系統(tǒng)中的定位將逐步由電量型電源向電力型電源轉變”。
在目前的電力市場形勢下，電力過剩地區(qū)的煤電企業(yè)想依靠增發(fā)電量提高收益變得越來越困難。電網缺乏的不再是發(fā)電電源而是調峰電源，相比在電力富裕的情況下一味搶發(fā)電量，通過進行靈活性改造，積極參與電網深度調峰從而爭取調峰獎勵資金，可以實現(xiàn)煤電企業(yè)自身以及整個電力市場運行的“雙贏”。據(jù)了解，華能丹東電廠自2016年6月份開始進行靈活性改造并參與調峰，截至2016年底，共獲得調峰補償2259.21萬元，經濟效益頗豐。
發(fā)揮成本優(yōu)勢 主動參與
從原理和生產流程上，煤電并不是最理想的調峰電源。煤電處于低負荷運行狀態(tài)時，蒸汽壓力、煙溫等指標較正常工況下有較大改變，對運行人員的水平要求較高，在機組安全、設備維護、煤質等方面的把控上也提出了更嚴苛的要求。不僅如此，低負荷下，煙氣溫度降低，煙氣選擇性催化還原（SCR）系統(tǒng)入口煙溫如果不夠高，催化反應將無法完成，運行時還要綜合考慮環(huán)保設備工況以防止超標排放。
相比之下，燃氣機組與抽水蓄能電站無論是控制難度還是調峰靈活性上，均優(yōu)于煤電，但綜合考慮經濟性與電源結構，煤電進行靈活性改造并參與調峰仍十分必要?！皻怆娛苤朴诟甙旱膬r格以及配套設施建設不足，現(xiàn)階段只能作為一種政策導向，來提高氣電在一次能源消費中的占比。抽蓄電站將在‘十三五’迎來快速發(fā)展，但水電受自然因素影響，建設規(guī)模及選址受限，尤其是‘三北’這種相對缺水地區(qū)，煤電調峰的經濟性是最好的?！庇袑＜抑赋觥?br/>
日前，華電丹東公司固體電蓄熱輔助調峰鍋爐項目通過集團內部審批，成為國內建設電蓄熱調峰鍋爐的先行者。這種設備將調峰與供熱能力相結合，在高效完成火電廠節(jié)能減排目標的同時，可為遼寧電網提供穩(wěn)定的調峰手段，增強自身供熱能力，并拆除替代更多的分散式供熱小鍋爐。發(fā)電企業(yè)對于新技術、新設備的積極應用，將持續(xù)為煤電靈活性改造注入活力。
按照國家制定的靈活性改造試點項目標準，改造后，熱電機組增加20%額定容量的調峰能力，最小技術出力達到40%-50%額定容量；純凝機組增加15%-20%額定容量的調峰能力，最小技術出力達到30%-35%額定容量；部分具備改造條件的電廠預期達到國際先進水平，機組不投油穩(wěn)燃時純凝工況最小技術出力達到20%-25%。由此推算，“十三五”期間近2.2億千瓦的靈活性改造規(guī)?；驅榭稍偕茉丛黾?000-4000萬千瓦的消納空間。
