光热电站

太阳能热发电配置的储能方式具有高安全性。目前商业化运行的光热电站所使用的熔盐为硝酸钾和硝酸钠的混合物:自全球首个以熔盐为传热和储热介质的光热电站投运以来(1995年，美国 SolarTwo)投运以来，全球约7GW 的太阳能光热电站装机(储电容量超过1000GWh)均未发生过爆炸等安全性事故。

为有效缓解三北地区高比例可再生能源并网所存在的大规模弃风问题，将火电机组、热电联产机组、光热电站、风电厂和电热负荷聚合为虚拟电厂。首先采用场景分析法对日前风光场景进行随机优化，降低风光预测误差；利用综合需求响应机制充分调动电热柔性负荷资源。然后综合考虑系统运行成本、弃风成本和需求响应成本构建虚拟电厂(virtual power plant，VPP)系统日前调度优化模型，并在多种运行模式下求解以获得最优日前调度计划。最后通过算例分析验证所提方案在提高系统经济性的同时能有效促进风电消纳。

槽式光热发电作为太阳能光热发电的一种主要技术路线，具有电网友好型属性，可作为电力系统的主力电源。按照国家规划首批共将建设20个光热示范电站（7座为槽式），“十三五”光热发电规划至2020年装机容量达到500万千瓦，目前已投运450MW，在建649MW，具有广阔发展前景。 槽式光热电站运行特性复杂、影响安全稳定运行因素较多，同时国外对我国技术封锁，我国发展历史较短，我国槽式光热发电关键技术及运行特性仍尚未完全掌握，影响电站的长期安全稳定运行， 本研究针对槽式光热发电运行关键技术进行攻关，对运行特性进行分析，主要技术创新内容有：1）以提高集热系统集热效率为目标，分析总结出一套提升系统集热效率的方法；2）对国内首台套投运的光热发电用汽轮机的设计特点和运行特性进行分析研究和试验验证，调整优化运行参数，稳步提升其安全稳定运行水平和经济性能；3）对导热油再生系统及蒸发系统进行工艺改进，保障了导热油品质，解决了能量分配不均问题；4）通过一系列安全保障技术开发及应用，有效提升系统的安全可靠性；5）根据运行特性对各系统协调控制进行研究，建立了多种运行模式，以满足各工况下运行方式的切换；6）建立了运行技术标准体系，为电站安全稳定运行提供技术支持。 通过对我国首座槽式光热电站关键技术及运行特性研究，总结相关成果，共申请实用新型专利10项（均已收到受理通知书），获得软件著作权2项，发表论文5篇，形成运行规程、检修规程、安全规程、技术措施、风险点预控、定值清册等一整套槽式光热电站技术文件，主编及参编各级准10余项（其中，国际标准3项），该系列成果为槽式光热电站安全稳定运行提供标准化支持，并填补了行业空白。通过该项目的成果应用，系统可靠性及效率提升，年发电量提升10%，按照全生命周期25年计经济效益累计增收5.678亿元，增发同等发电量折算为燃煤电厂共可节约标煤15万吨，减排二氧化碳39万吨，经济社会效益显著，同时具有重要推广价值。

合理利用新能源出力互补性可平抑其出力波动性，在新能源规划中考虑互补性可令新能源规划布局更为合理。基于此，文中考虑新能源出力互补性，研究计及源-荷匹配的新能源系统优化规划方法，利用新能源总出力与负荷的正相关特性，保持新能源总出力与负荷的动态平衡。首先，基于源-荷匹配思想，提出描述新能源出力与负荷贴近程度的均衡度指标以及描述新能源出力与基准负荷一致程度的一致性指标。然后，建立计及源-荷匹配的多区域新能源系统优化规划模型，并通过引入新能源出力与负荷匹配均衡度约束来保证两者变化特性一致。最后，以我国北方4个区域的电网为例进行算例分析。研究结果表明，计及源-荷匹配的新能源系统优化规划可以综合考虑新能源消纳率和渗透率，为考虑新能源出力互补性的新能源规划布局提供解决方案。

国内光热发电技术商业化应用尚处于起步阶段，国外对国内进行严格的技术封锁，山东电建三公司承建了摩洛哥努奥期150MW塔式光热电站项目创造了多个全球之最，是日前全球单机容量最大的塔式光热电站，光塔高度248m是全球最高，单个定日镜面积178全球最大；其中光塔是整个电站的技术核心，具有超高空、内部空间狭窄、设备多、管线长、温度高、安装精度要求高、施工难度大等特点，其施工质量直接影响到光热电站的光电转换效率及安全、稳定运行。为了顺利执行该项目，依托该项目，三公司组建了研发团队，通过引进消化吸收国外先进技术、积极开展国内外光热技术研讨交流、产学研合作开发等手段，对塔式光热电站光塔及设备、管道施工关键技术进行了大量研究，组织进行一系列塔式光热电站施工关键技术攻关。 大容量塔式光热电站光塔及设备管道施工关键技术研究，全球范围内尚属首例，通过对光塔及设备、管道施工各子课题的深入分析研究，完全掌握了该项新技术，本技术成果的成功运用填补了国内外光热项目在该领域的空白，在此基础上，通过对施工技术、工艺、工序、材料的改良，压缩了工程工期，提高了工程质量，节约了工程成本，可为后续同类光热项目执行提供良好的借鉴，同时为促进国内外光热行业技术进步起到较大的推动作用，可为带动相关行业发展、带动中国制造走出国外起到较大的推动作用。