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，國網山西省電力公司調度控制中心教授級高級工程師趙俊屹就《光熱發電與新型儲能應用于電網的功能差異》作了主題報告。

圖：趙俊屹作主題發言

趙俊屹表示，光熱發電是一種發電技術，其本質是具有優質調節能力的發電工藝和設備。具有清潔綠色屬性的同時，還具有較寬泛的有功、無功功率調節和慣量支撐能力。不但是清潔綠色低碳電力“發生器”，同時也是電力系統安全穩定可靠的輔助服務“調節器”和“穩定器”，加配儲熱系統后又具備“存儲器”特質。

而電池等新型儲能是有著超級調節性能的用電負荷類技術設備，是實現電力電能時空解耦的調節性用能技術工藝。因工藝及裝備技術差別而種類繁多，鋰電液流、飛輪、空壓、超級電容等。布置建造靈活、便捷、周期短的建設優勢、有快速、精準、多頻次的調節優勢，屬于電力系統中的“調節器”。新型儲能又分功率型和能量型，只有電化學、空壓等部分能量型儲能具有小時級“存儲器”特性。

“光熱發電機組是在弱連接的、高電力電子化（風光電）接入的電網系統里的一個重要的系統性支撐，不單單是點上的支撐，更能擔負起系統性支撐作用?！?/p>

趙俊屹提出，建議在西北大風光基地系統中可以多配一些光熱，雖然現在看不到它的經濟性，但隨著風光比例進一步提高、在電力市場環境中，光熱獨特的優秀特質一定會得到市場認可，為投資人獲取豐厚回報。事實上三年前我們也看不到光熱發電調峰的經濟性，但現在參加現貨交易市場的經濟性正在顯現，并被更多業內同仁認知和接受。

更多精彩內容，請閱讀下面刊出的趙俊屹的演講全文：

趙俊屹：我來自國家電網山西電力公司。

今天的課題是一個命題作文，叫光熱和儲能的區別，區別我們聚焦在它們對于電網和電力系統的差異上，一共分為四個部分：

第一、前言。

第二、新型電力系統的特質。

第三、光熱發電與電池等新型儲能的區別。

第四、結束語。

我們知道，“十三五”時期新能源產業經歷了飛速發展，但“十四五”的開端之年一直到2030和2060年將面臨更飛速的跨越式發展。

用四句話概括我們面臨的形勢和任務：

一是“雙碳”目標，既是中國對國際社會的承諾，同時也是我們國家高質量可持續發展的一個必然選擇；既有外部的壓力，也有內在動力。

二是在雙碳目標下，“能源革命”不但是國民經濟發展的基礎戰略，也是引導社會民生進步的基本動力。

我們要強調”四個革命“首先要從消費革命說起，要改變粗放的、低效的、高耗能的能源消費習慣和理念，這是最最關鍵的一個革命，這是涉及在座以及社會上每一個人的革命；然后才是能源供給革命，技術革命乃至于國家層面的體制革命。四個革命構建了國家內部能源體系從生產到最后的消費，從技術到裝備，從物理到管理，多層面的立體交叉的能源構架的革命，一個合作又拓展了命運共同體下是全球能源發展形態。

三是在能源革命里，電力系統轉型是主戰場，它不但是能源革命的主戰場，更是第四次工業革命的發動機。

我們國家如果要實現百年之夢，一定要走入世界引領的行列這就要借助第四次工業革命，而新型電力系統是工業革命的基礎、是發動機。

簡單來看幾個數字，到2060年全社會用電量將達15萬億千瓦時。截止到去年年底，2021年全社會總的用電量才8.3萬億，也就是要用40年的時間讓它翻一番。在這40年的“達峰”再“中和”，將摒棄化石能源而改用可再生綠色清潔能源，將粗放低效高耗重污染的發展方式轉變到清潔低碳、安全高效的發展模式。據預測：屆時全國總裝機容量達到80億千瓦，現在是24.5億千瓦，將達到翻兩番的概念，并且可再生清潔能源占比將達到60%。簡單的數字下面隱含著巨大的內質差異。

四是：新能源為主導的新型電力系統前景廣闊美好，任務艱巨復雜，電力系統將由原有的化石能源為主，交流同步的大電網，逐步發展成新能源為主的、的統一交流大電網為主的、交直流混聯、甚至混配混供混用的，局部微網補充的新型電力系統。從內在機理到外在形態、從裝備技術到管理機制、從物的基礎到體制的構架，均引起深層次的大變革。最終會導致社會用能理念和習慣的轉變、導致荷隨源動的以供定用的能源供銷新形態,影響文明社會發展走向。

新型電力系統目標為清潔低碳、安全高效。是以新能源為主，交直流共存，荷隨源動。

二、新型電力系統特質。

我們按其基本屬性來劃分其特質，第一是資源的屬性，資源的屬性導致風光資源具有間歇性，波動性，甚至部分的反調性，還有預測精度的適用性。

第二是技術和工藝的屬性，交直流互換變流，大量變流、補償、平抑技術和過程，電力電子化設備的接入，改變著原本交流同步電力系統內在機理，影響著發到供、供到用的整個過程的品質和穩定。

第三是裝備屬性，弱資源的廣域收集，形成點多面廣、中低壓電源涌現的局面，尤其近負荷端電力電子設備的入網，更是在組織體制、運營機制、主體管理，質量治理、可靠性和經濟性保障都在發生根本性變化。

總結起來，新能源技術工藝屬性---電力電子化將帶來安全性挑戰，具體有以下四方面：1、系統慣量降低、電源支撐能力弱；2、穩定特性復雜、機理變化、安控策略配置難；3、寬頻振蕩現象相繼出現,危害設備安全和電網運行安全；4、單體容量小、數量多,調控運行復雜。

還可以從其他不同的維度梳理出新能源蓬勃發展過程中的新變化，他具有“新、快、多、散、變----”多種特色，不一而論。

新能源發展到規?；螅顟P注的應該就系統性問題，調峰的問題被社會面普遍而簡單重點關注后，電壓支撐、頻率支撐和慣量支撐，這些從根本上動搖電力系統安全穩定和可靠持續供電的內在基礎性問題大多留給傳統的電力系統人、尤其是電力系統設計、運營、管理者們。具體來說就是整個電力系統有頻率穩定，電壓穩定，功角穩定，到了刻不容緩必須面對的時候了。

在西北電網，頻率電壓是我們很早就意識到的問題，一直在加強無功支撐，隨后加強一次、二次調頻，但是功角穩定是需要慣量來保證的，這個電力電子設備是很難做到的。在電力系統物理層面上，這個差異會對電力系統帶來比較大的危害，是潛在的威脅和隱患。西北是全國新能源發展的一個先行地，風電光伏的占比和發展的歷程都相對超前，也經歷過全國最大的新能源系統性故障，通過這些故障和事故也歷練了大家分析認知新型電力系統的能力和應對的技術手段。

電力系統要達到穩定運行，要有三道防線的保護，目前這三道防線已經受到了很嚴重的挑戰。

以上核心問題以外，新能源生產組織大眾化、市場組織設計復雜，也會對電力系統現有管理帶來基礎性的影響，主要有以下四方面體現：

1、小規模、低投入、簡便化的項目單元，導致參與者眾；

2、參與主體紛紜繁多，良莠不齊、經營方式多樣化；

3、市場訴求及交易品種多樣化，理念規則多元化、須兼顧各方利益；

4、輔助服務市場急速擴大，免費基本的輔助服務嚴重不足且逐漸減少。

我們小結前面的問題，新型電力系統不但需要調節資源，更需要穩定資源；不但需要小時級的調峰，更需要日、周、旬級備用；調節能力不但要“快、準、靈”、還要“簡、廉、穩”。

第三、光熱發電與電池等新型儲能的區別。

第一個差別，一個是發電設備，一個是用電設備。

光熱發電是一種發電技術，其本質是具有優質調節能力的發電工藝和設備。具有清潔綠色屬性的同時，還具有較寬泛的有功功率調節能力。不但是清潔綠色低碳電力“發生器”，同時也是電力系統安全穩定可靠的“穩定器”、優質輔助服務的“調節器”和穩定廉價長時的“存儲器”。

新型儲能是具有優良性能的調節器，但歸根結底是一個用電負荷，本質是消耗電能的負荷。而光熱是非常優質的發電設備，帶有穩定性、調節性和存儲性能的發電器，要把這個觀念樹立起來。

而鋰電池為代表的的新型儲能是有著超級調節性能的用電負荷類技術設備，是實現電力電能時空解耦的調節性用能技術工藝。屬于電力系統“快、準、靈”的“調節器”。因工藝及裝備技術差別而種類繁多，鋰電、鈉電、全釩液流、飛輪、空壓、超級電容等等。有快速、精準、多頻次的調節優勢。

由于布置建造靈活、便捷、建設周期短的建設優勢而被技術發展的新能源視為解危濟困的“好幫手”，但由于新材料、新工藝、新模式需求等諸多新問題，而“躊躇徘徊”于電力系統“門前”，呼聲甚高，行動遲緩。

在此前儲能論壇上我們多次講過，新型儲能是一種調節器，它和變壓器、變流器、調相機等是一種改變電能品質或者存在方式的工藝手段；它不是發生器，不應該人云亦云“風光水火儲”盲從地認為他是發電設備；同時也不宜是存儲器，存儲性能不如調節性能，它可以短時存儲，但在電力系統中日前存儲的話，其經濟性和價值就體現不出來了。（就像抽蓄機組一樣，它期初是用于應急保障的，如果存著不動價值就體現不了。所以，誕生了兩部制電價。2004年、2005年我們參與了國家兩部制電價的討論，當時確實有阻力，但是出于發展特高壓，發展直流系統的前提下，批準上抽水蓄能，而它的電價要走出兩部制來。）

第二個差別：一個是慣量機械同步發電設備，一個是電力電子變流轉換的異步設備。

光熱發電是常規同步發電技術，產出三相正玄波的交流型電力電能，是現行交流同步大電網的原生態電源；它是非常優質的同步機，屬于熱電機組，綠色可再生資源利用，而且調節性優于火電；它要適應晝夜的啟停，其調節的范圍、靈敏性都要優于火電機組。熱力汽輪機組天然具備轉動慣量屬性。

新型儲能大多是經電力電子器件換流整形，在交直流之間不斷轉換加以利用和調節，根本屬性于電力電子器件型轉換工藝設備。雖然有精準調節，快速反應和頻繁動作的特性，但是它只是一個調節器，是新型儲能的交直流轉換以后的工藝設備，深層次上有別于交流同步發電技術，容易出現電壓、頻率、慣量上的失和甚至失調。

第三個差別：自覺自動部分自愿的服務和有償控制服務的差別。

光熱發電可以提供自覺自動自愿的調頻、調壓和基本調峰服務，是附帶的優質廉價服務，同時具備寬幅長時深度調峰，調相、備用應急功能，系統需要時可以在此基礎上深度調節，有償服務?；究梢宰龅阶杂X自覺自動維持系統穩定，調頻調壓功能完備、性能優越、成熟高效、穩定可靠。

新型儲能多大是轉變成交流的直流型電力電能，是電力電子型元器件構成、邏輯策略控制下的人造交流形態并入電網，須通過數據采集分析、邏輯判斷、信息通訊、智能控制等技術手段實現調節影響著傳統的工頻系統的基因，構成深層次性能品質的挑戰。

剛才中控可勝徐能總裁講了，他們的光熱電站可以達到全月不停機，這是一種非常好的運營狀態，不管大負荷還是小負荷，高峰點還是低谷點，能夠全天候運行，這個運行狀態為電力系統整體運行提供了很好的電壓、頻率和慣量支撐，尤其在系統用電低谷時期以及高風高光時期，往往是發生故障高發區的時間段，為整個弱聯區域電網系統起到了安全穩定支撐。

反例就是多年來大量風光接入以后，西北電網發生的一些系統性故障。國內外電網多次發現發生諧波型振蕩，就是大規模風電光伏等電力電子器件介入后改變了系統基本形態品質所致，這一直成為新型電力系統重要研究克服課題。新型儲能尤其電化學儲能逐步規模化發展，勢必加重和更復雜交流同步電力系統內在機理，大量投資投入的同時、使得系統更加復雜多元，不能排除在轉換、傳輸、應用等諸環節出現新挑戰性課題。這引起了我們的重視，也加大了研究投入，我們也在積極的調整策略，調整路線。

第四個是長時儲能與短時儲能的差異。

光熱發電天生‘光電解耦’，中間的聚熱換熱環節在增加儲熱環節后，在長時儲能上有非常好的優勢。第一安全，第二資源相對充裕，而且可以重復利用，長期利用。第三比較經濟，尤其長時間儲熱損耗低。熔鹽儲熱是非常經濟的，要比電化學衰減少得多，適合長時儲能。

利用儲罐保溫的光熱系統的衰減很小，不但安全，可靠，而且經濟，這就是長時與短時的問題，在這幾個方向，對于電力系統來說光熱有得天獨厚的優勢。而電化學衰減率一充一放就在10%以上，如果靜置長時儲能自衰減嚴重。我們知道筆記本手機等充滿電放著不用，過幾天就得重充。

第五是市場模式的差別。

光熱發電服務電力系統中場景及功能清晰成熟，幾乎可以參與所有電力市場交易品種，包括電量市場和輔助服務市場：而新型儲能尤其是鋰電儲能具備四象限調節功能，但各功能間相互關聯制約、應用場景繁多重疊，市場主體定位和參與機制多樣化，有待繼續研究探索；同時其市場主體定位困難，規則設計復雜，并且各類儲能工藝技術功能性能差異顯著，場景多元，很難在同一規則同一品種中兼顧周全，設計不當既不利于各類新型儲能優勢發揮，也不利于公平競爭；此外，電力電子為主的新型儲能無功支撐于“一點”，轉動機械發電機組無功支撐于“一片”。

“發生器”的發電系統時時刻刻都在發，即可體現出它的價值和品質；“調節器”的新型儲能指望時時刻刻有調節場景，讓它調方能體現存在價值，但是至少目前的電力系統里不多有這樣適合的場景；所以，個別提法讓儲能在電力市場中以發電側的主體身份定位，既不利于它自身的價值體現，也影響著發電與儲能之間的公平競爭，使得整個電力系統的規則和交易機制出現了很多的障礙。

比如儲能要參與電量市場，低買高賣的交易后，其自身10%的損耗就需要給予特定優惠政策、這對同樣參與電量市場的發電主體，甚覺不爽。最近國家能源局出了一個儲能扶持政策——以成本定補償原則，為了扶持新型儲能的起步發展，要給一個傾斜補償的辦法，讓它進電力市場來試驗發展。

其他方面的差別還在于光熱發電的天然解耦性，使其儲能靈活配置，同時容易實現熱電聯供，多能互聯。全壽命周期無系統性公害、無稀缺資源消耗、無后處理難題，適合長久持續發展。

但光熱發展初期的技術革新和完善仍有待持續提升，建設規模和初投資的制約也是其面臨困境的因素之一，相信后期都會得到改善。

今天，我看到一個可喜的現象，新型儲能在政策支持下得到了大的發展機會，光熱也自身價值被體現后得到業界認同和追捧，光熱的發展趨勢已經趨近于新型儲能，在當前規?；蠡亟ㄔO中已做作為配建的“配角”身份融入新能源規?；l展洪流，相信在投產運營后一定會轉身為基地的“大哥大”身份，發揮更加積極作用。在經歷“補貼促示范”時代和“配建”起步時代后，我們相信在不遠的未來，光熱一定會以“天生麗質”的自身優質品質，在新型電力系統中贏得自身健康穩定長久發展新時代、。

最后總結一下。

新型電力系統安全穩定需要加大光熱等慣量可調節綠色可再生發電工藝，光熱發電技術工藝是新型電力系統的安全保障基石，是為整個系統服務的能量和質量供應商，不是風光的配角。從規劃設計層面亟待提高光熱發電對新型電力系統的貢獻認知，要提高機組設備的利用率和調節率，加大鏡場和儲罐配比規模。目前電力系統特性下理論上講可以探索4000-5000小時以及調節儲能10小時的高度。

光熱發電是目前已有發電技術工藝中最優良的火電替代技術工藝，沒有之一，尤其適用于高光資源、弱聯系統、高比例風光發電的西北電網。

持續創新、提升技術、完善工藝、促進規模，未來可期。

謝謝大家！