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清華大學對外發(fā)布的研究成果顯示，2050年我國能源消費總量約相當于50億噸標準煤，非化石能源消費占比達到85%，煤炭消費占比下降到5%；2050年我國一次能源用于發(fā)電的比重將達到85%，非化石能源電量在總電量中的占比將超過90%。據專家預測，2050年風電和太陽能發(fā)電裝機將超過40億千瓦，占比將超過66%。這給電力系統(tǒng)的安全可靠性帶來了巨大挑戰(zhàn)。

火電機組會由傳統(tǒng)的提供電力、電量的主體能源，逐步轉變?yōu)橄螂娏ο到y(tǒng)提供可靠容量、調峰調頻等輔助服務的基礎性、支撐性、靈活性調節(jié)電源。我國將實現(xiàn)在役煤電機組“靈活性調峰常態(tài)化”發(fā)展。

“沙戈荒”大型風光電基地建設對煤電機組的要求是用于新能源發(fā)電間歇性、不穩(wěn)定性的調整。我們對煤電機組的設計和新技術的發(fā)展提出了目標規(guī)劃。先進煤電技術深度調峰能力，目前規(guī)劃達到15%到100%。煤電機組的變負荷速率目標從常規(guī)的5%盡可能提高到10%。“沙戈荒”大型風光電基地建設，可以選擇百萬千瓦、60萬千瓦乃至30萬千瓦等容量的多樣化機型，按新能源基地規(guī)模的30%到40%配置調峰型火電。

哈電集團提出了15%～100%深度調峰技術的新型技術路線。2021年，哈電集團將“15%低負荷深度調峰技術研究”列為重大科技專項，由哈爾濱汽輪機廠有限責任公司、哈爾濱鍋爐廠有限責任公司、哈爾濱發(fā)電機廠有限責任公司聯(lián)合研發(fā)，從調峰能力、變荷和速率等關鍵性指標入手，對火電廠主機設備進行了全系列技術升級研發(fā)。現(xiàn)整套技術已完成研發(fā)并通過驗收，具備工程化應用能力。

另一種新型技術路線是0～100%全負荷調峰技術，哈電集團做了三項新技術設計。

第一是壓縮空氣儲能與火電機組耦合調峰技術。在整套煤電機組處于低負荷、設備調峰的極限情況下，通過壓縮空氣耦合的方式提升調控能力。若電站有更深層次的調控需求，可以利用冗余電量驅動壓縮機壓縮空氣，并通過地面的管線缸進行存儲。需要發(fā)電時，可以釋放空氣壓力，再從汽輪機回熱系統(tǒng)里取熱，產生高溫高壓空氣進入透平膨脹做功，實現(xiàn)發(fā)電上網。

第二是熔鹽儲能與火電耦合調峰技術。當進行0～15%負荷調峰時，機組進入熔鹽儲能模式。機組仍保持15%低負荷運行，所發(fā)電力一部分用于驅動水泵、引風機、送風機等附屬設備，另一部分用于加熱熔鹽、存儲高溫熱能。發(fā)電耗盡后機組實現(xiàn)“零”功率上網。

第三是抽水蓄能與火電機組耦合調峰技術。用電低谷期，火電機組發(fā)出的多余電能用于抽水蓄能機組從下水庫向上水庫抽水蓄能，并維持抽水蓄能電站廠用電；用電高峰期，抽水蓄能機組利用上庫的水發(fā)電。增設抽水蓄能電站，既能發(fā)電調峰，又能抽水填谷。發(fā)電和抽水過程中，均可進行調頻調相。

原標題：哈電集團低碳能源研究所劉鑫：開展新型深度調峰技術研究 提高煤電機組靈活調峰能力