热电矛盾何解?蓄热调峰主导火电灵活性改造市场

上传日期:2020-02-27 浏览次数:1538 返回列表>>

中国清洁供热平台报道:在传统的社会供能系统中,热网与电网独立规划,独立运行,系统之间缺乏协调,不利于能源的清洁与高效供应

近年来,伴随新能源装机的快速增长,供暖需求的持续增加,热电矛盾持续加剧,传统热电厂开始向灵活性调峰电源转型

1 热电矛盾凸显

热电矛盾在东北地区尤为明显 ,东北地区冬季高寒,供热期长,供热机组占火电机组容量超七成,供热期系统调峰能力有限。风电装机量大,冬季风电发电量更大,由此导致冬季大量弃风,火电机组长时间低效运行,经营堪忧

而要减少新能源弃电,促进可再生能源电力上网,就意味就要降低燃煤热电机组发电负荷,但由于火电机组的发电与供热是耦合关系,一旦降低发电负荷,供热量也随之减少,冬季民生用热就无法保证,若为保供热提高热电厂出力,这又会造成大量弃风弃光

时任东北能源监管局局长戴俊良曾表示,“东北保供热与保供电同等重要,尤其是冬季,甚至可以说保供热更为重要。”

据了解,在东北地区实施火电灵活性改造之前,在冬季电网低谷时期,调峰缺口曾高达600万千瓦,电网低谷调峰存在困难,冬季一度出现二十多家火电厂单机供热现象,供热风险不容小觑

一面是风电的白白浪费,另一面是供热能力的确保,如何实现两者兼得?实现热电解耦,化解热电矛盾,提升冬季供热调峰能力尤为迫切

2 电力辅助服务市场推动调峰改造

与风电、光电等非连续性电源相比,火电机组具有更好的调节性,但我国火电机组以煤电为主,还存在灵活性不足的问题,在调峰深度、爬坡速度、快速启停等方面有很大提升空间。

为应对电厂调峰能力弱,供暖面积大幅增加,热电矛盾和新能源消纳困难加剧等难题,近年来,国家在市场化电力调峰机制方面不断探索,推行电力辅助服务专项改革,推动更多机组进行灵活性改造,促进企业从“要我调峰”到“我要调峰”的转变

所谓电力辅助服务是指并网发电机组、可调节负荷或电储能装置,按照电网调峰需求,平滑、稳定调整机组出力或改变机组运行状态或调节负荷所提供的服务。

简单来说,在电力辅助服务市场中,有良好调节能力的机组,储能和有需求响应能力的用户等主体就可以通过出售他们的辅助服务来赚钱,具备深度调峰能力的热电厂,就可以通过该项市场政策,在低谷时段降低发电负荷到一定程度,在为新能源电力腾出上网空间的时候获得相应的调峰补偿。

根据国家能源局综合司在11月5日发布的关于2019年上半年电力辅助服务有关情况的通报,2019年上半年,在各种全国电力辅助服务补偿费用类型中,调峰补偿费用最高,达到50.09亿元,占总补偿费用的38.44%。其中火电获得的补偿费用高达120.62亿元,除去火电62.65亿元的补偿分摊费用,综合测算火电从电力辅助服务中获利57.97亿元

▲ 2019上半年各类型机组电力辅助服务补偿分摊费用

在电力辅助服务市场之下,热电厂的调峰机制由原来的义务、被动变成有偿、主动,东北作为这项改革的第一块试验田,目前已获得明显成效。根据最新数据,今年上半年,东北区域调峰补偿力度在各区域中占比最高,补偿费用已经超过24亿元

2016年11月,东北能源监管局连续出台《东北电力辅助服务市场专项改革试点方案》、《东北电力辅助服务市场运营规则(试行)》等政策,在电力辅助服务市场价格引导和激励下,辽宁华电丹东金山热电厂、吉林大唐辽源发电厂等东北多个火电机组已经完成了灵活性改造,东北调峰市场在启动运行的前两年,调峰累计补偿金额就已达到15亿元

▲ 东北电力辅助服务市场深度调峰报价方式和价格机制

截至今年上半年,新疆、甘肃、山东、福建等近20个省(区、市、地区)的调峰市场已投入运行(含模拟运行、试运行),利用价格机制,激励热电企业主动、灵活地提供辅助服务,保障电力和热力的可靠供给。

3 蓄热技术主导调峰市场

针对供热机组火电灵活性改造,主要有两种技术路线,一是热电解耦技术,增加如固体蓄热式电锅炉、电极式电锅炉、大型蓄热水罐等蓄热设备,二是提高供热能力,如低品位热能利用的热泵技术、低压缸零功率切缸运行、一二级旁路改造供热等。

灵活性改造成本、运行费用以及电力辅助服务市场规则下的调峰收益是选择最合适改造技术的关键,在电力辅助服务市场激励下对于采用蓄热技术实现热电解耦的机组更能体现其深度调峰的优越性

利用蓄热调峰技术,在低负荷时段,将不上网的低谷电力转换成热,储存起来供热,增加高峰期热量供应,提高热电厂供热能力,与此同时还能为新能源电力腾出一定上网空间,获得调峰补偿,一举多得。

2016年6月和7月,国家能源局综合司先后下达了两批火电机组灵活性改造试点项目的通知,确定辽宁丹东电厂等22个灵活性改造试点项目,共涉及46台机组,1699万kW。而据资料显示,已进行改造的机组中,一半以上采用了蓄热和电极锅炉技术

北京瑞特爱机电设备工程有限公司副总经理张占国就曾表示,通过蓄热调峰项目的实施,投资方获得了良好的经济效益,同时也产生了良好的环境效益,大量利用弃电供热,大幅度减少了燃煤供热所造成的环境污染。对于蓄热调峰来说,市场前景大有可期,大有可为

截止目前,采用固体蓄热锅炉的华电丹东金山电厂、华能伊春热电厂、辽宁调兵山煤矸石发电厂以及采用储热水罐的大唐辽源电厂、国家电投通辽发电总厂等多个蓄热调峰灵活性改造试点项目已经投入运行

▲ 沈阳华润热电210MW固体电蓄热调峰项目

与此同时,除两批试点项目外,更多采用蓄热技术进行灵活性改造的里程碑式项目正在全国陆续开展:2017年11月15日,国内首个采用“直热式高压电极锅炉+蓄热水罐”的内蒙古京科发电有限公司电蓄热调峰工程正式投产,2018年4月18日,新疆首个灵活性改造项目——华电昌吉热电厂辅助调峰服务项目实现满负荷运行......

在一系列政策和市场化机制推动下,发电与供热之间的矛盾在一些地区得到有效缓解,但目前一些交易机制还不完善,政策覆盖地区有限,蓄热用于负荷侧调峰还处于摸索阶段,很多企业处于观望状态,需要总结相关经验,进一步协调热、电供求,在提高机组调峰能力的同时,增强供热可靠性,保障民生用电与采暖。