核心觀點(diǎn)

德令哈塔式光熱電站發(fā)電量率先超過年度設(shè)計發(fā)電量，首先驗(yàn)證了塔式光熱發(fā)電項目可以在我國西北高海拔、低溫、多風(fēng)沙的惡劣環(huán)境下建成并成功運(yùn)行。其次，電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)說明，我國自主研發(fā)的塔式光熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，所采用的國產(chǎn)化聚光集熱系統(tǒng)和儲換熱系統(tǒng)等核心設(shè)備也是可靠的。

7月5日，浙江可勝技術(shù)股份有限公司（以下簡稱“可勝技術(shù)”）建設(shè)的青海中控德令哈50MW塔式熔鹽光熱電站（以下簡稱“德令哈光熱電站”）11個月發(fā)電量達(dá)到1.46億千瓦時，成為全國首個年發(fā)電量完全達(dá)到設(shè)計水平的光熱電站。根據(jù)預(yù)測，到8月5日，整個運(yùn)行年度的發(fā)電量有望達(dá)到近1.6億千瓦時，將成為全球范圍內(nèi)第一個超出年度設(shè)計發(fā)電量10%的塔式熔鹽儲能光熱電站。

德令哈光熱電站為何能優(yōu)異運(yùn)行？項目中有哪些經(jīng)驗(yàn)值得分享？該項目的技術(shù)應(yīng)用對我國光熱行業(yè)的發(fā)展又將產(chǎn)生哪些影響？圍繞上述問題，記者采訪了可勝技術(shù)董事長兼總工程師金建祥。

快速達(dá)產(chǎn)的獨(dú)到之處在于技術(shù)

談及德令哈光熱電站如何做到快速達(dá)產(chǎn)，金建祥介紹，關(guān)鍵是技術(shù)因素，主要包括聚光集熱系統(tǒng)、儲換熱系統(tǒng)、汽輪發(fā)電系統(tǒng)等各個系統(tǒng)的設(shè)計匹配度，設(shè)備性能，設(shè)備可靠性，運(yùn)行優(yōu)化水平等多方面。以系統(tǒng)設(shè)計為例，光熱電站的聚光集熱系統(tǒng)、儲換熱系統(tǒng)和發(fā)電系統(tǒng)之間的集成是一項挑戰(zhàn)，不僅要做好各系統(tǒng)之間參數(shù)匹配，還有做好設(shè)備之間接口的合理設(shè)計，確保設(shè)計方案符合光熱發(fā)電的特點(diǎn)及運(yùn)行模式。

“我們通過自主研發(fā)的塔式熔鹽光熱電站設(shè)計軟件，并結(jié)合已建成運(yùn)行的德令哈10MW電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了電站聚光集熱、儲換熱和發(fā)電等多個系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計，以及各系統(tǒng)相互間的優(yōu)化配置，有效提高了整個系統(tǒng)的運(yùn)行效率?！苯鸾ㄏ楸硎?，對塔式光熱發(fā)電系統(tǒng)而言，聚光集熱系統(tǒng)的性能是決定電站運(yùn)行表現(xiàn)的最關(guān)鍵因素，而聚光精度直接決定著聚光集熱系統(tǒng)的效率，進(jìn)而影響光熱電站的效率及發(fā)電量。

如何提高聚光精度？金建祥介紹，首先從定日鏡的機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計與加工制造入手，保證定日鏡的機(jī)械精度；同時，鏡場的定期校正對保證聚光精度也非常重要，采用機(jī)器視覺的自動校正方案，校正效率比傳統(tǒng)的白板校正方案提高25倍，不僅大幅降低校正時間，更重要的是可以保證定日鏡的精度在全生命周期內(nèi)始終維持在最佳水平。

“依托自主研發(fā)的鏡場控制系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)大規(guī)模定日鏡場的集群控制，并與吸熱器控制系統(tǒng)深度耦合，在保證電站聚光集熱系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的同時，大幅提升光資源利用率，提升電站發(fā)電量水平?！苯鸾ㄏ榻榻B，目前，其在聚光集熱系統(tǒng)的能力與水平得到了行業(yè)的廣泛認(rèn)可，牽頭了IEC國際標(biāo)準(zhǔn)《太陽能光熱發(fā)電站鏡場控制系統(tǒng)》，并編制了《塔式太陽能光熱發(fā)電站集熱系統(tǒng)技術(shù)要求》、《塔式太陽能光熱發(fā)電站定日鏡技術(shù)要求》兩項國家標(biāo)準(zhǔn)。

消除光熱電站爬坡慢痛點(diǎn)

目前，國際上已投運(yùn)的塔式光熱電站，自并網(wǎng)發(fā)電后往往有3-5年的性能提升期。國內(nèi)光熱發(fā)電技術(shù)較國外起步較晚，通過國家示范項目的建設(shè)，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)處于消缺階段或性能快速提升期。

“我們從德令哈光熱電站中積累了豐富運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)，對于后續(xù)的塔式光熱發(fā)電項目有充分的信心，在18個月內(nèi)即實(shí)現(xiàn)連續(xù)12個月累計發(fā)電量達(dá)到設(shè)計值的目標(biāo)，從而改變光熱電站學(xué)習(xí)期長、產(chǎn)能爬坡慢的痛點(diǎn)。”金建祥表示。

據(jù)了解，德令哈光熱項目運(yùn)行優(yōu)化的關(guān)鍵點(diǎn)是，如何在有云天氣情況下，兼顧吸熱器的安全穩(wěn)定運(yùn)行與提高光資源利用率。德令哈電站場址一年有云天氣高達(dá)200天以上，影響電站的發(fā)電量?！拔覀冏灾餮邪l(fā)的高精度鏡場控制系統(tǒng)，可迅速對全鏡場能量進(jìn)行調(diào)度，實(shí)現(xiàn)來云情況下吸熱器表面能量均勻分布，不發(fā)生表面溫度巨變，盡量避免關(guān)場、疏鹽，從而實(shí)現(xiàn)對光資源的最大限度利用?！苯鸾ㄏ檎f，鏡場被云遮擋時，電站需要根據(jù)云的持續(xù)時間選擇最優(yōu)的運(yùn)行策略，而核心是對云的運(yùn)行趨勢進(jìn)行精準(zhǔn)的預(yù)測?！盀榇?，我們自主研發(fā)了云預(yù)測系統(tǒng)，具備云識別和云運(yùn)動跟蹤功能，通過與鏡場控制系統(tǒng)的深度耦合，幫助操作人員選擇最佳運(yùn)行策略，減少吸熱器的啟停次數(shù)，提高光資源利用率?！?/p>

塔式光熱電站發(fā)展前景廣闊

據(jù)悉，目前，在光熱發(fā)電的幾種技術(shù)路線中，已實(shí)現(xiàn)商業(yè)化的技術(shù)路線以塔式和槽式為主。我國已建成的大型光熱電站中，塔式技術(shù)路線約占60%,槽式技術(shù)約占28%，線性菲涅爾技術(shù)約占12%。我國中高緯度地區(qū)冬季太陽高度角較小，槽式采用單軸跟蹤形式，冬至的鏡場效率僅約為夏至的30%左右。塔式的定日鏡采用雙軸跟蹤形式，可減少太陽高度角變小帶來的余弦效率損失。

在金建祥看來，德令哈光熱電站投運(yùn)以來，主要解決了冷鹽泵震動、吸熱屏堵管、汽輪機(jī)動靜摩擦等問題。對于塔式光熱電站整體而言，主要設(shè)備已經(jīng)不存在“卡脖子”的難題。下一步的目標(biāo)是推動熔鹽泵、吸熱器材料等進(jìn)口設(shè)備材料的國產(chǎn)化，開展系統(tǒng)和設(shè)備優(yōu)化，提高系統(tǒng)效率，提升光熱發(fā)電的經(jīng)濟(jì)性。

金建祥認(rèn)為，德令哈塔式光熱電站發(fā)電量率先超過年度設(shè)計發(fā)電量，首先驗(yàn)證了塔式光熱發(fā)電項目可以在我國西北高海拔、低溫、多風(fēng)沙的惡劣環(huán)境下建成并成功運(yùn)行。其次，電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)說明我國自主研發(fā)的塔式光熱發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟，所采用的國產(chǎn)化聚光集熱系統(tǒng)和儲換熱系統(tǒng)等核心設(shè)備也是可靠的。