近日，中国电力工程顾问集团西北电力设计院有限公司傅旭、黎建锋、李富春、张雨津、党楠在《青海电力》上刊发题为《等新能源消纳能力视角下的青海电网光热发电效益评估》的论文。
摘要：
大力发展新能源发电是我国电力行业发展的重要目标，但仅靠风电、光伏来完成新能源消纳占比要求，将导致弃电率高居不下。光热发电储热环节具有调节能力，利用光热发电代替风电和光伏，可降低风电和光伏弃电率，同时发挥容量效益，降低火电装机规模及煤耗。但光热发电的高成本限制了光热发电的发展，如何评估光热发电在电力系统中的效益，对光热发展具有重要意义。提出一种等新能源消纳能力约束下的光热电站效益评估方法，可综合考虑光热发电的新能源装机替代效益、降低火电装机的容量效益、减少火电发电量的煤耗效益，从而全面评估光热发电在系统中的效益。研究成果可为青海光热发电的效益评估提供参考。
引言
光热发电利用大规模阵列抛物或碟形镜面将太阳光汇聚到收集装置，由传热介质收集太阳能，通过换热装置产生蒸汽，驱动汽轮机发电。相对于其他可再生能源利用型式，光热发电热能存储系统可以存储能量，以备后续发电，或在瞬间云遮天气中平滑电力输出。光热发电技术主要有槽式光热发电技术、塔式光热发电技术、菲涅尔光热发电技术和碟式光热发电技术等。电力科技工作者对光热发电的调度运行进行了大量的研究[1-10]。文献[11]-文献[15]研究了储热环节对光热机组的容量可信度的影响、光热电站效益的发挥与资源特性、储热时长、调峰方式等因素的关系。文献[16]提出一种光热聚合建模方法,将多台机组聚合成一台等效机组，从而减小问题规模、加速模型求解。文献[17]对光热发电的国民经济性进行了评估。研究结果表明在当前光热、光伏、风电的造价成本下，建设光热电站的国民经济性较差。
青海海西州位于青藏高原北部，境内包括柴达木盆地的大部分地区，年太阳总辐射量在6618 MJ/㎡～7356 MJ/㎡之间，年日照小时数在3000h以上，是青海省日照小时数最长和法向直辐射最大的地区。青海建设光热发电有如下优势：
1）减少西北主网电力电量支撑压力。从青海省外来看，青海存在季节性、连续多日和极端天气日内的调峰问题，随着国家双碳战略和能耗双控政策的深入实施，西北主网电力电量支撑能力逐步减弱，青海需要从省内寻求保障不同时间尺度电力供应的解决措施。
2）提高青海自身清洁电力保障能力。青海立足建设清洁能源示范省，打造清洁能源产业高地，煤电发展受限，气电大规模开发也受气源因素制约，储能不具备电量效益。因此，青海亟需寻找合适的清洁电源补充电力电量缺额。
3）从光热自身来看，光热电站属于清洁电源，由于配置储热装置，自带调节特性，可实现以新能源促进新能源开发，保障电力可靠供应，支撑直流平稳送电和安全稳定运行。由于光热发电造价远高于风电和光伏，其国民经济效益较差，这导致光热发电发展速度和规模均达不到预期。
为了全面评估光热发电的效益，本文首先分析了青海海西地区光热发电特性。然后从等新能源消纳能力视角下，对光热发电的容量效益、电量效益、减少其他新能源装机的效益进行了研究。本文采用8760h的全时段生产仿真模拟，考虑了光热机组启停、储能电源和光热电源的跨日调节等因素。研究成果可为青海光热发电发展规模和效益评估提供参考。
在结论部分，本文提出了一种等新能源消纳能力约束下的青海光热发电效益评估方法，通过对比发展光热前后，青海电网光伏和风电、常规火电、系统煤耗的变化情况，评估青海光热电站的容量效益、电量效益和新能源装机替代的效益。研究成果可为青海光热效益评估提供更全面的视角，为合理评估光热效益提供参考。
