光熱發(fā)電對(duì)光伏電網(wǎng)接納能力影響研究

　　中國電力科學(xué)研究院新能源研究所所長王偉勝日前在出席中國太陽能熱發(fā)電大會(huì)上就《太陽能熱發(fā)電在新能源并網(wǎng)中的作用》這一主題發(fā)表了演講。他模擬了為光伏發(fā)電系統(tǒng)配置一定比例的光熱發(fā)電裝機(jī)后，對(duì)電網(wǎng)光伏接納能力帶來的影響。

　　他指出，我國是全球新能源規(guī)模最大、發(fā)展最快的國家。風(fēng)電并網(wǎng)容量10年增長100倍，光伏5年增長100倍，新能源已成為我國第3大主力電源。 2030年，新能源將成為我國第2大主力電源。但與之相對(duì)的是，我國大規(guī)模新能源集中接入電網(wǎng)的安全運(yùn)行問題突出，新能源發(fā)電單元脫網(wǎng)事故時(shí)有發(fā)生。由于調(diào)峰能力不足及傳輸斷面受限，加之新能源資源具有不確定性、波動(dòng)性和不可儲(chǔ)存性，棄風(fēng)/光現(xiàn)象不可避免。

　　當(dāng)前，我國新能源并網(wǎng)問題已愈加嚴(yán)峻，如果不能增加新能源發(fā)電的穩(wěn)定性，使其可以有效參與調(diào)峰，要實(shí)現(xiàn)更高比例的新能源并網(wǎng)裝機(jī)將難以實(shí)現(xiàn)。王偉勝認(rèn)為，光熱發(fā)電這種可調(diào)的新能源電力對(duì)電網(wǎng)光伏接納能力就有直接利好影響。

　　以西北某地區(qū)為例，若2020年光伏規(guī)劃裝機(jī)為1000萬千瓦，經(jīng)模擬計(jì)算，預(yù)計(jì)2015和2020年的棄光率分別為4.37%和7.48%。這表明隨著光伏裝機(jī)規(guī)模的進(jìn)一步擴(kuò)大，棄光率也進(jìn)一步提高。

　　進(jìn)一步研究表明，在2020年1000萬千瓦光伏規(guī)劃裝機(jī)的基礎(chǔ)上，分別新增200萬千瓦光伏和光熱裝機(jī)，兩種場(chǎng)景下的棄光率分別為13.02%和10.17%。這意味著新增光熱裝機(jī)可顯著降低光伏棄光率。

　　對(duì)于1000萬千瓦光伏+200萬千瓦光熱裝機(jī)，分別考慮光熱電站不同儲(chǔ)熱時(shí)間（2h，4h和10h），三種場(chǎng)景下的棄光率分別為10.17%、7.53%和5.82%。這凸顯了光熱發(fā)電儲(chǔ)熱系統(tǒng)的價(jià)值，儲(chǔ)熱時(shí)間越長，其對(duì)整體太陽能發(fā)電園區(qū)的上網(wǎng)電量增益越大。

　　再以1000萬千瓦光伏+200萬千瓦光熱為例，假設(shè)（400萬千瓦光伏+200萬千瓦光熱）位于同一區(qū)域，則不同儲(chǔ)熱時(shí)間（2h和10h）的光熱電站發(fā)電輸出如下圖。上邊為2小時(shí)儲(chǔ)熱光熱電站的輸出圖，下邊為10小時(shí)儲(chǔ)熱光熱電站的輸出圖。分別模擬了天氣情況較好（左邊曲線）和天氣不太好（右邊曲線）的出力情況。

　　而下圖為在1000萬千瓦光伏+200萬千瓦光熱裝機(jī)下，假設(shè)（400萬千瓦光伏+200萬千瓦）光熱位于同一區(qū)域，配置不同儲(chǔ)熱時(shí)間（2h和10h）光熱電站時(shí)，400萬千瓦光伏電站的輸出功率圖。上邊為配2小時(shí)儲(chǔ)熱光熱電站時(shí)光伏電站的輸出圖，下邊為配10小時(shí)儲(chǔ)熱光熱電站時(shí)光伏電站的輸出圖。分別模擬了天氣情況較好（左邊曲線）和天氣不太好（右邊曲線）的出力情況。由此圖可見，配10小時(shí)儲(chǔ)熱光熱電站時(shí)，光伏棄光率明顯降低。

　　將光伏和光熱發(fā)電項(xiàng)目混合開發(fā)一方面可降低整體項(xiàng)目的投資成本，同時(shí)利用光熱的特殊優(yōu)勢(shì)可與光伏打捆上網(wǎng)，有效降低光伏發(fā)電的棄光率，另外可滿足電力市場(chǎng)對(duì)可持續(xù)供電電源的需求。這種混合開發(fā)模式在全球已有多個(gè)案例。如Solar Reserve擬在智利開發(fā)的CSP/PV混合供電項(xiàng)目，已在南非開發(fā)的Redstone光熱電站（緊鄰75MW的Lesedi光伏電站和96MW的 Jasper光伏電站）等。