日前，在由中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司、國家太陽能光熱產業技術創新戰略聯盟、CSPPLAZA光熱發電平臺共同主辦、首航高科能源技術股份有限公司聯合主辦的2022中國風光熱互補新能源基地開發大會上，中國電建集團西北勘測設計研究院有限公司新能源工程院總工程師周治就《西北地區新能源大基地建設實施技術要點》作了主題報告。

圖：周治作主題發言

周治指出，風光熱多能互補基地模式可充分利用光伏、風電等的低度電成本補貼光熱，用光熱發電的可調度性補充光伏、風電的不可調度性，既可在一定程度上緩解電網調峰壓力，也可使目前度電成本較高的光熱發電技術仍有機會保持一定的規模增量，從而帶動產業鏈上下游協同發展，通過規模化、市場化建設加速技術迭代，迅速降低成本，使光熱發電在未來新型電力系統中發揮應有的作用。

周治認為，大基地建設實施要重點注意如下幾方面：

1、具備經濟性是項目落地實施的前提；如果希望光熱發電能夠更好的發揮調峰作用，首先就要想方設法通過技術創新、規模化建設、整體系統集成優化、建設管理和運維水平提升等多方位、多角度降低風電、光伏的度電成本，為光熱電站的建設創造更大的補貼空間。

同時，應將整個風光熱多能互補項目作為一個有機整體來考慮，統一規劃公用設施、統一測算經濟指標、統一進行運維管理，降低項目整體成本。

2、規劃設計階段需要：注重太陽能資源（DNI）的準確測量和評估、注重對當地建設條件的調查和落實、注重光熱發電技術路線的研究和選擇；

3、施工建造階段需要：注重選擇適合自身的光熱電站建設管理模式、注重國產化關鍵設備的選擇、注重光熱發電項目特有設施設備的建設質量管控；

4、運行維護階段需要：注重光熱發電專業運維團隊建立和培養、注重鏡面清潔度的保持、注重熔鹽泵閥等特殊設備的精細化巡檢和維護、注重多云工況下運行策略優化和操作水平提升、注重前端聚光集熱系統和后端汽輪發電系統的耦合匹配、注重整體系統自動化、數字化、智能化水平提升。

更多精彩內容，請閱讀下面刊出的周治的演講全文：

周治：尊敬的各位領導，各位專家，朋友們，大家下午好！

今天我非常榮幸能夠在這個大會上和大家共同探討一下西北地區新能源大基地建設實施的技術要點。

第一、企業簡介。

中國電建西北勘測設計院成立于1950年，為中國電建集團核心成員企業之一。

主營業務方向為水電與抽水蓄能、新能源與電力、水利與生態環境、城鄉建設與基礎設施四大領域，是集勘測設計、工程總承包、投資運營于一體的科技型工程公司。

公司持有工程勘察、工程設計、工程監理、工程咨詢資信評價“四綜甲”資質資信。

公司擁有“國家級企業技術中心”、“國家能源水電工程技術研發中心高邊坡與地質災害研究治理分中心”、“國家水能風能研究中心西北分中心”、“博士后科研工作站”、“陜西省企業技術中心”、“陜西省水生態環境工程技術研究中心”、“院士專家工作站”、“中國電建太陽能熱發電工程研究中心”、“國家儲能技術產教融合創新中心（共建）”等創新平臺，是“西北旱區生態水利國家重點實驗室”“中國電建水環境治理研究（實驗）中心”共建單位。

第二、政策背景及建設目標。

政策背景這塊前面各位專家都講的比較多了，建設目標方面按照我們自己的一些理解，風電、光伏配套儲能的大基地發展模式應該是西北地區新能源發展的一條重要路徑，在新能源整體無補貼發展的政策背景下，國家和地方的能源主管部門創新性地提出了光伏+光熱，風電+光伏+光熱一體化的發展模式。

我認為這樣做的目的應該是充分利用光伏、風電低度電成本來補貼光熱，用光熱發電的可調度性補充風電、光伏的不可調度性，既可以在一定程度上緩解電網調峰壓力，也可使目前度電成本較高的光熱發電技術仍有機會保持一定的規模增量，從而帶動產業鏈上下游協同發展，通過規模化、市場化建設加速技術迭代，迅速降低成本，使光熱發電在未來新型電力系統中發揮應有的作用。

第三、大基地建設實施技術要點。

目前已經有相當多的項目正在實施，我們認為首先具備經濟性是項目落地實施的前提。鑒于以上的建設目標，如果希望光熱發電能夠發揮更好地發揮調峰作用，首先就是要想方設法通過技術創新，規模化建設、整體系統集成優化、建設管理和運維水平提升等多方位、多角度降低風電、光伏的度電成本，為光熱電站的建設創造更大的補貼空間。

光伏和風電是制造業屬性非常重的兩個行業，風電光伏的成本主要取決于組件和風機的價格，在系統集成能做的事情也有。

比如在光伏方面，可以使用更高效的組件、創新的支架形式（實現更低的成本、更高的發電量）、精細化設計、標準化建設管理等。

風電方面，可能主要還是單機容量的大型化，主要材料的輕量化，以及智慧風電廠相關的措施。

還有應該統籌考慮，把整個風光熱多能互補的項目作為一個有機的整體來考慮，統一規劃公用設施，統一測算經濟指標，統一進行運維管理，通過這些來降低項目的整體成本。

在規劃設計階段，可能要注意以下幾點。

第一、注重太陽能資源DNI的準確測量和評估。目前我們國家的氣象站基本上沒有DNI的實測數據，目前DNI的數據來源主要來源于衛星反演數據和一些商業化軟件提供的數據。

這樣的話多數據源比較或者建立自己的測光站就非常重要了，右邊的圖是我們自己在西北地區的一些DNI比較好的地區做了一些測量；不過它的點的密度還是比較稀疏，空間代表性有待于進一步提升，測量時間也比較短，最長的數據有3年多，在時間序列上的代表性可能也要和反演數據，衛星數據，包括商業化的數據結合進行使用。

在已有的數據分析階段，我們的法向直接輻射和光伏所用的總輻射應該采用同一時段的同一套數據，不能是光伏去評估光伏的8760小時的發電量，光熱用另外一套DNI的數據來評估光熱的數據，最后有可能發生什么情況呢？光伏的數據顯示今天是晴天，但是DNI的數據顯示今天是多云或者陰天，這樣光伏光熱的互補性最后結論可能會出現問題。

第二個，應該注重對當地建設條件的調查和落實，比如常規的要素，像用地，用水，防洪等等。對光熱來說影響比較大的因素也要關注，比如多云的天氣，另外大風的情況，沙塵的情況，鏡面結霜以后，光熱系統也無法集熱，上述因素都會對聚光集熱系統收集熱量產生影響。

還有一個就是注重光熱發電技術路線的研究和選擇，今天下午各個技術路線大家都已經有所了解。四種技術路線的優缺點和應用場景不一樣，塔式、槽式、線性菲涅爾式在技術經濟性方面的主要差異，在當前熔鹽價格較高的背景下，降低儲熱系統成本使得三種技術路線優缺點鮮明。如果用導熱油來作為傳熱介質（熔鹽作為儲熱介質），導熱油的上限400℃左右，熔鹽的上限可以到580℃，整個（儲熱介質）的顯熱熱量沒有用到，這樣會使儲熱系統的成本——熔鹽量大幅的增加，所以這是和我們第一個關注經濟性的初衷會有一些沖突。

導熱油槽和導熱油線菲應用都比較成熟，但儲熱系統投資較高；熔鹽槽系統成熟度有待提升，熔鹽線菲已有規模化運行業績，但二者在高溫時均存在集熱損失較大的問題。由于他們兩者都采用真空集熱管，集熱管外圍玻璃管需要通過抽真空防止熱量散失；熱量散失有傳導、對流和輻射三種途徑，對于前兩種途徑真空完全可以解決，但輻射跟溫度的四次方成比例關系，它在高溫的時候，都會存在集熱損失比較大的問題。熔鹽塔式技術難度比較高，目前有些吸熱器材料尚不能完全國產化，但是在其他很多方面我們目前已經做的非常好了。

在具體的項目實踐中，各種新技術，新思路在不斷的涌現，因此，應該根據具體的項目位置，資源特點，還有應用場景選用合適的技術路線。

在施工建造階段，首先要注重選擇適合自身的光熱電站的建設管理模式，傳統的設計采購施工模式，在面對光熱發電技術門檻比較高、建設周期要求非常短（原來說兩年，目前可能在兩年的基礎上進一步壓縮）、施工路徑交叉多，系統構造復雜的光熱發電項目建設中，對建設管理的能力提出了比較高的要求，EPC模式比較好的發揮了總承包商的技術管理優勢，能夠達到比較好的保質量，防風險，降成本的目的，比較適合現階段光熱發電電站的建設，當然可以根據具體的情況，采取其他的建設模式。

還有注重國產化關鍵設備的選擇，熔鹽泵閥在第一批示范項目里都是采用進口，通過首批示范項目，有一些示范項目大膽的使用了國產的熔鹽泵閥，目前整個的應用情況看，已經能夠證明它的質量和使用效果其實不遜于國外的品牌，同時其價格相較國外品牌大幅降低、售后服務響應非常及時。尤其在疫情的情況下，很多國外的品牌一旦發生問題，相關的服務人員無法及時到位，導致整個項目就得停產等著，還有其它各種各樣的問題；另外它的備品備件，經濟性也比較好，國外的備品備件的成本非常高，這個應該大家可能各自都有各自的體會。建議后續項目中，大力推進國產化關鍵設備的應用。

此外，還要注重光熱發電項目特有的設備設施的建設質量的管控，比如說在塔式光熱發電項目中，吸熱塔的施工，因為它屬于高層結構，屬于危險性比較大的分部分項工程，要對它的施工特別關注。還有吸熱器的安裝和吊裝，熔鹽儲罐以及熔鹽系統的施工，這些都是相對于常規系統比較新的東西，另外還有系統的整體調試，特別要注重如上這些方面。

在運行維護階段，應該注重光熱發電專業運維團隊的建立和培養，盡管說我們光熱發電和火電的后端的常規島大部分相同，但是前端系統的運維理念有很大的不同；因為太陽輻射資源是轉瞬即逝的，必須按照“搶”陽光的模式，首先想方設法的把太陽能量收集到儲熱系統，只有到了儲熱系統，剛才（其它專家）說到的調峰等等一系列的，當（電力）系統需要光熱發電來響應的時候，才有可能做出相應的動作。

整個運維團隊必須要熟悉光熱發電的系統特點，轉變運維理念和操作習慣，時刻保持設備的良好狀態，把集熱、儲熱、換熱、發電合理調度配合，才能盡快渡過光熱發電的性能爬升期。

比較重要的一點是要注重鏡面清潔度的保持，西北沙漠、荒漠、戈壁地區一大特點就是風沙大，日間氣溫變化劇烈，鏡場的清潔度和故障率是影響系統整體運行和發電量的首要因素。比如初始清潔度是0.85左右，定制鏡在野外環境放置8天以后，清潔度大約會降到0.67，因此連續、不間斷的清洗對于光熱電站發電量的影響非常大。

注重熔鹽泵閥等特殊設備的精細化巡檢和維護，在這個系統中，最容易出故障出問題的地方主要在泵閥部件，泵閥部件應該是進行有計劃的定期保養維護，確保人牽著設備走。比如不要等到白天正在發電，突然某一個關鍵閥門出了問題，這時所有發電前端都得卸鹽，要處理故障，但是這個時候白天的資源已經走掉了，所以需要時刻保持設備的良好狀態，為聚光集熱系統搶太陽能資源創造條件。

注重多云工況下運行策略優化和操作水平的提升，在多云天氣下，太陽能資源的間歇性和波動性比較強，對于塔式在保證吸熱器安全的前提下，應盡可能多的收集太陽輻射能量，減少設備啟停及疏鹽次數。加強鏡場與吸熱器耦合，有效利用資源預測和云預測的工具，最大限度收集資源提供合格品質的熔鹽，高效發電。

這是我們自主研發的一套仿真系統對整個電站在多云情況下的運行狀況做的仿真的分析，可以看到，在多云天氣的時候，資源波動比較劇烈，左邊是明顯的多云天氣，鋸齒狀的快速的波動，如果要維持吸熱器出口熔鹽溫度穩定，熔鹽的流量就需要隨時的跟著調整，但是這個資源波動的速度非常快，熔鹽流量的調整上限和下限還有調節的速率均受到設備的限制，并且人工難以預測后續資源的變化，因此出口鹽溫往往是難以保證的。

還要注重前端聚光集熱系統和后端汽輪發電系統的耦合匹配。首批示范項目大多數是按照日間發電來設計的，當前端鏡場開機以后，后端的汽輪發電機組應該及時的啟動，否則到了下午的時段，有可能熔鹽罐已經儲滿了，冷鹽罐沒有鹽，從而引起集熱系統被迫停機引起棄光。在保障熔鹽泵工作安全和儲罐散熱損失維持在合理水平的前提下，設置合理的儲罐最低液位（盡量把熔鹽罐的液位盡量降低，充分發揮它的可用的鹽的鹽量），充分發揮設計儲熱能力，避免或盡量減少儲罐棄光問題；儲罐的棄光問題主要是指明明有光但是儲罐已經存滿了。

還有就是光熱汽輪機宜盡量減少系統啟動和停機次數，減少無謂的熱量消耗。目前第一批項示范項目的汽輪機還沒有完全按照調峰的工況來運行，所以在我們第二批大基地的里面，可能光熱汽輪機就得按照頻繁的啟停運行了。這樣一來，首先熱耗肯定會有增加，對汽輪機來說也是一個考驗。

最后一點，注重系統的自動化，數字化和智能化的水平提升，光熱發電系統需要通過高水平的運行，實現多變復雜的太陽輻射資源與具有一定熱慣性的熱力系統設備之間的耦合。人工手動操作的方式難以應對光熱電站中各種復雜運行工況，亟需提升電站自動化水平，充分利用項目的實際運行數據，選擇合理的運行策略，并通過DCS系統實時做出動作。

最后，簡單做個小結，通過首批光熱示范項目的建設運行，產業鏈上下游企業均在各自領域內積累了相當多的經驗，“看不到的風險是最大的風險”，只要在項目建設的前期，充分、細致的評估整個系統各個環節可能出現的問題，充分吸收和借鑒已建項目的建設運行經驗并加以改進，新一批新能源大基地的建設完全能夠實現既定的建設目標。太陽能熱發電在構建以新能源為主體的新型電力系統中的作用和價值也將不斷凸顯，必會在“碳達峰、碳中和”目標的實現過程中發揮應有的作用！

謝謝！