中控德令哈10MW塔式熔融盐太阳能热发电站项目是我国首个投入运行的以熔融盐为传热和储热介质的塔式项目，也是继西班牙Gemasolar、美国Crescent Dunes之后全球第三座商业化运行的熔融盐塔式电站。该电站是浙江中控在水工质塔式太阳能热发电站的基础上改造而来的，将水工质替换为主要通过双储罐结构，以二元硝酸盐作为吸热、储热介质，利用大规模定日镜场收集太阳能，将熔融盐加热并进行储存，再根据电网的调度指令，利用熔盐与水热交换后产生的高温高压蒸汽驱动汽轮发电机组发电，由于带有储能系统，因而可以实现连续、稳定、可调度的电力输出。目前，该电站已连续运行了9个多月，运行的情况如何？遇到了哪些问题？是如何解决？该电站的设计、建设与运维经验给中控德令哈50MW示范项目的建设又带来了哪些有益的铺垫？为此，国家太阳能光热联盟记者对浙江中控太阳能技术有限公司董事长金建祥进行了专访。
太阳能光热联盟：金总您好！请您简单介绍一下中控德令哈10MW熔融盐塔式电站的运行情况。在运行过程中有没有遇到一些问题？如果有，又是如何解决的呢？
金建祥：中控德令哈10MW熔融盐塔式电站自2016年8月20日并网发电至今，系统已稳定运行9个月了，所有可发电的天均正常发电，发电量与软件设计偏差小于3-5%；关键设备运行参数达设计值，吸热器出口熔融盐温度565℃，熔融盐换热器出口蒸汽参数9MPa，510℃。电力品质与火电相当，总体光电效率高于原来的水工质传热储热系统；并且随着储热容量加大和运营方式优化，可减少多云天对汽轮机负荷的影响。
电站在运行过程中，遇到了两个关键问题：一是吸热器预热时光斑不均匀，导致部分吸热管无法预热到设定温度，致使在进盐过程中很容易造成熔融盐堵塞管道的情况，这对吸热器存在热冲击的风险。我们的技术人员根据红外热像仪对吸热器进行实时温度监控，优化预热阶段的光斑控制算法。优化后光斑在现场实际应用，效果良好。
第二个问题是吸热器在进盐过程中不可避免的会发生堵管现象，尤其是在西北地区低温大风的冬季。我们的解决措施是：1. 优化预热、进盐及疏盐策略，降低堵管概率；2. 增加堵管自动判断及处理程序，自动识别堵管区域并针对性调整预热方案；3. 对吸热器保温进行设计优化。
太阳能光热联盟：中控这个10MW塔式电站采用熔融盐作为储热介质，那相比较目前比较流行的电池储能，我们有哪些优势呢？
金建祥：储热是太阳能热发电区别于其他清洁能源最大的优势。即使同为太阳能光热电站，是否带有储能导致的运行效果也完全不同。
如果太阳能光热电站没有储能，直接由吸热器传热换热产生蒸汽去推动汽轮机发电，虽然系统较为简单，但发电稳定性差，负荷不可调。而带有储能太阳能光热电站可实现太阳能热转换与热电转换完全分离，发电不受阳光变化波动影响，发电连续、稳定，并可根据电网的调度指令随时调节发电功率，其调节速度远快于一般火电。
我们德令哈10MW的塔式电站储能时长为两小时，这就意味着该电站即使在完全没有阳光的情况下仍可以保证汽轮机满负荷发电两小时。如果需要延长储能时间，也只要适当扩大镜场，增加熔融盐用量，就可以很方便地实现。另外，日温降2～4℃，日储能损失小于0.7%的参数意味着该熔盐储热系统保温性能优良。如果储能作为用电晚高峰调峰之用，则储能损失将小于0.2%。如果用电池来储能，其充放电的能量损失大于10%。使用熔融盐储能的损失远小于电池储能，同时熔盐的使用寿命也远比电池要长。所以，在规模一定情况下，储能时间越长度电成本越低，度电成本最多可以降低三毛钱左右。储能时间一般大于15个小时就可以成为基荷电源了，可以实现24小时连续发电。
我们的技术人员通过采集德令哈10MW熔融盐储能电站的实际运行数据，并与铅酸电池、锂电池等储能对比后发现：熔融盐介质具有无污染、成本低、不衰减（不受循环次数限制）、安全性及可靠性高等优势。以熔融盐为介质的储能技术是目前的主流技术，增加储能系统虽然会增加电站的总投资，但也会明显增加电站的发电时间，大幅度提高发电量，因此度电成本反而会明显下降，这与人们的直觉刚好相反。所以，我们说太阳能热储能优势突出，发展潜力巨大。
太阳能光热联盟：中控10MW的电站配置了2小时储热时长，那么，如果单塔容量达到100MW，储能时长增加至15个小时，那技术跨度情况如何？
金建祥：通过中控德令哈这个10MW电站，在储能方面，我们现有技术已经足够支撑储能时间的长短。但是如果塔式电站的单塔容量达到100MW，设计15个小时的储能，那跟两个小时储能技术难度是很不一样的，因为15小时储能所需的镜场面积差不多比2小时储能容量的大一倍。我们知道，15小时储能的100MW电站需要150万平方米以上的反射面积，如此庞大的镜场，对于定日镜的跟踪精度和吸热器设计制造都相应提出了很高的要求。而15个小时储能的10MW电站也一般只需要15万平方米的反射面积，对于定日镜的跟踪精度和吸热器设计制造的要求就会低得多，相对容易满足要求。
因此，我们中控太阳能下一步研究重点将是：1. 大规模熔盐吸热、储热、换热技术及工程化；2. 可以进行单塔大规模、高参数发电，以提高发电效率和经济性；3. 快速大范围负荷动态适应性太阳能发电系统及装备优化；4. 研究太阳能热与光伏、风电互补的混合发电技术。有了这些技术，不仅有益于我们自己的50MW示范项目建设，更能提升综合利用太阳能这种清洁能源的能力。
正如金建祥董事长所言：随着光伏、风电等新能源快速增长，对可调峰储能的太阳能光热发电需求日益迫切。同时，中控德令哈10MW熔盐塔式电站运行状况良好，标志着我国自主研发的全流程熔盐储能塔式太阳能热发电技术与装备，已经通过了规模化工程应用的验证，对推进塔式太阳能热发电技术在我国的全面推广应用具有里程碑的意义。
（董清风 报道）
