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可胜技术主导,全球单体规模最大光热电站即将在青海开建

项目背景 

2024年下半年,青海省启动“光热发电示范(试点)项目”优选工作,深度挖掘光热发电灵活可调、电网友好的优势,全力推动光热发电的规模化、独立化发展。中选的3个项目,上网电价执行0.55元/kWh,装机规模均为350MW,并配置了长时间熔盐储热系统。本次优选项目将充分发挥光热发电顶峰、调峰、调频、备用等作用,助力青海省能源电力供给平稳高效运行,同时,项目的实施也将为我国光热发电技术向大规模、低成本、智能化发展奠定坚实基础。

可胜技术中选的青海亿储格尔木350MW塔式光热发电项目是全球单体规模最大、镜场反射面积最大、储能规模最大、年设计发电量最高的光热发电项目。

项目将采用可胜技术完全自主研发的塔式熔盐储能光热发电核心技术,并由可胜技术承担项目全过程管理、全厂工艺设计(除常规岛)、核心系统设备供货、调试、运维技术指导和其他技术服务工作。

可胜技术自2022年起即开始350MW级光热电站系统方案与相关核心技术和工艺的研究,于2024年7月自主完成了电站系统方案的设计,成功开发了适用于350MW级光热发电项目的聚光集热系统和储换热系统工艺包并达到初设深度,为项目的顺利实施提供了坚实的技术保障,后续设计院将以此为基础开展工程化设计。

目前,项目已完成可行性研究报告编制与评审、工程化设计招标与定标,正在开展土建施工与主设备招标等工作,计划于今年9月正式开工建设。

单机容量跃升350MW级

多项重大技术创新突破

项目采用三塔一机设计方案,配置14小时储热时长,镜场总反射面积为330万平方米。面对超大规模聚光集热系统及熔盐储换系统的技术挑战,可胜技术创新开发多项光热发电核心技术:

超大规模、智能化

聚光集热系统

项目镜场控制规模达8.9万台定日镜,将采用可胜技术自主研发的高精度、智能化聚光集热系统,包括37m²高精度智能定日镜、超大规模镜场集群控制技术、多镜场能量协同控制技术及大容量安全高效熔盐吸热技术。

定日镜及镜场控制系统技术升级

350MW项目镜场规模对定日镜的面形精度、跟踪精度均提出了更高的要求,可胜技术自主开发的高精度面型控制技术,结合基于机器视觉的定日镜无人值守全自动校正系统,提升了新一代37m2定日镜的跟踪精度,有效保证了350MW光热项目的镜场聚光效率。此外,该定日镜产品具有良好的抗风性能,最大运行风速、生存风速进一步提升。同时,可胜技术进一步优化了大规模分布式通讯网络和集群控制技术,可实现全镜场定日镜智能检测、诊断、管理和实时控制,满足百万千瓦调峰光热机组需要。

大容量安全高效熔盐吸热技术

针对大风速下熔盐吸热器预热时间长等难题,可胜技术自主开发的吸热系统熔盐管道优化设计方案、适应大风以及超低环境温度下的吸热器集箱密封技术以及一体化保温方案,保证极端环境下吸热器安全高效运行。

高可靠性、分布式

多储罐熔盐储热系统

项目储热容量达10.6GWht,采用4套熔盐储罐,熔盐设计总用量达10.7万吨,储能规模大、系统高度复杂、对可靠性要求极高。为此,可胜技术开发了整套熔盐储换热系统工艺包,并创新性地提出了分布式熔盐储能系统解决方案及独创的低位罐短轴泵技术方案。

分布式熔盐储能系统解决方案

可胜技术为大容量多塔一机光热电站研发了分布式熔盐储能系统解决方案,该技术方案的熔盐储热系统分散布置在各个镜场中心和动力岛,完美解决了长距离熔盐输送带来的系统响应慢、启停时间长问题,并结合调峰型光热电站的运行特点优化多塔一机的熔盐储热系统配置、熔盐输送方案,大幅降低了长距离熔盐输送管道的投资成本。该项技术已申请国家及国际专利。

方案优势:

• 消除长距离熔盐输送对吸热系统启动的延时影响,提高吸热系统运行灵活性;

• 优化熔盐储能系统配置,能量调度更灵活,提高熔盐储能系统抗风险能力;

• 通过优化长距离熔盐输送管道,可使储热系统综合成本下降大约10%。

低位罐短轴泵技术方案

为提升储换热系统运行可靠性和经济性,可胜技术创新研发了低位罐短轴泵技术方案,通过缩短熔盐泵轴长,提高了熔盐泵的可靠性,并降低了运维成本;同时降低了不可用熔盐比例,减小了储罐用钢量和熔盐用量。该项技术已获得国内及多个国家专利授权,并已在金塔中光100MW光热项目上得到成功应用。

方案优势:

• 通过缩短熔盐泵轴长,降低了熔盐泵的设计和制造难度,且从根本上解决了长轴熔盐泵基础平台要求高、易振动的痛点,提高了熔盐泵运行的可靠性和检修便利性;

• 有效解决了常规方案中的“死盐液位”问题,储罐最低液位由1米左右降低至0.5米以下,在实现同等规模储能容量的前提下大幅减少了熔盐使用量与熔盐罐用钢量;

• 采用该方案后,储热系统综合成本最多可较常规方案下降约12%。

高度智能化的

光热电站智慧运行系统

光热电站运行工艺复杂、设备繁多,普遍面临操作难度大、专业人才储备不足、数智化水平低、运营考核难等挑战。首批光热示范项目的运行实践表明,受限于电站自动化程度不高且高度依赖运行人员能力,项目发电量达成率差异显著,多数项目性能表现提升缓慢。可胜技术依托青海中控德令哈50MW光热项目的成功运行经验,以及在塔式光热电站设计、工艺、设备与运行技术领域的深厚积累,针对上述痛点开发出一系列创新解决方案:

光热电站仿真培训平台

可胜技术自主研发的仿真培训平台具备全电站的设备仿真和操作培训功能,可为光热发电运维人员的培养提供全方位支持,分别由仿真模型系统、学员站软件和教师站软件组成。

• 精准建模与模拟:采用可视化拖拽形式实现系统自由搭建,可将系统设计方案快速转换为仿真系统,并支持气象模拟和红外测温数据模拟等功能,实现光热电站全工况仿真。

• 沉浸式操作训练: 学员站软件采用真实控制界面,模拟日常操作及各类异常天气、设备故障场景,帮助操作员熟悉操作习惯和应急预案,快速提升操作与故障应对能力。

• 智能化培训管理:教师站软件实时控制进度、监视数据。系统自动记录分析学员的操作记录,依据操作规范、响应速度、处理效果等多维度指标生成量化评估报告,精准考核并指导改进。

聚光集热系统智能运行系统

可胜技术针对国内光热电站站址多云天气比例高、运行工况复杂、操作难度大等痛点,自主开发聚光集热系统智能运行系统,可精准识别天气变化、自动切换运行工况,实现聚光集热系统一键启动、一键集热和一键疏盐功能。该系统融合多模态数据,建立聚光集热系统实时运行模型,智能识别局部云遮挡工况,并采用镜场能量自动协调控制策略,实现多云工况下的精细化能量调度,降低弃光率,最大化利用镜场能量。系统的应用大幅降低电站操作难度,提高系统运行可靠性,提升了集热量。

光热电站运行智慧管理平台

可胜技术全新开发基于云服务的光热电站运行智慧管理平台,通过数智化管理平台、科学化数据分析平台及智慧化监管平台,全方位解决光热电站运营优化面临的难点,为不同层级用户提供强大支持:

• 提升生产效率:提供数智化管理平台,集成运营日报管理、设备智能诊断、气象预报与灾害预警、功率预测等功能,持续提升电站管理效率。

• 指导运行优化:提供运营分析平台,包含运营数据自动统计分析和电站性能偏差原因的智能化分析,为持续优化电站效能、最大化收益提供有效工具。

• 服务业主监管:提供智慧监管平台,包括本地智慧监控大屏和远程智慧监控大屏,助力业主企业集团快速洞察一线生产运行状态、优化决策过程、提升管理效率。

在电力系统加速迈向市场化的进程中,光热发电产业要实现突破性发展,低成本与规模化将是必由之路。作为全球单机规模最大的光热发电项目,青海350MW独立光热发电项目,将在技术、装备、工程与运行等方面积累重要经验,为全国乃至全球光热发电产业的发展提供全方位的示范。可胜技术凭借在光热发电领域的深厚积累,已全面掌握大容量光热项目设计、建设与运维的核心能力,并实现关键技术及系统创新,致力于通过青海350MW光热发电项目的成功实践,加速推动行业的规模化发展及成本的快速下降,迈向高质量发展新台阶。