據(jù)統(tǒng)計(jì)資料顯示:2015年全國(guó)平均棄風(fēng)率為15%;“三北”地區(qū)的棄風(fēng)問題尤為嚴(yán)峻，棄風(fēng)率超過30%?；痣娮鳛槲覈?guó)的主力電源，目前裝機(jī)容量超過9億kW，而其中大容量火電機(jī)組的調(diào)峰深度不到50%，北方地區(qū)熱電機(jī)組的調(diào)峰深度只有20%左右。

截至2016年底，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)16.5億千瓦時(shí)，其中煤電裝機(jī)9.43億千瓦，占比57.15%;2016年全國(guó)發(fā)電量59897億千瓦時(shí)，其中煤電發(fā)電量39058億千瓦時(shí)，占比65.21%。根據(jù)國(guó)家發(fā)改委和能源局發(fā)布的《電力發(fā)展“十三五”規(guī)劃》 (以下簡(jiǎn)稱《規(guī)劃》)中明確表示要充分挖掘現(xiàn)有系統(tǒng)調(diào)峰潛力，著力增強(qiáng)系統(tǒng)尤其是火電機(jī)組的靈活性。到2020年，我國(guó)發(fā)電裝機(jī)將達(dá)到20億千瓦，其中煤電裝機(jī)11億千瓦時(shí)，占比55%，煤電仍將處于主體地位。如今，可再生能源快速發(fā)展，提升機(jī)組靈活性，為可再生能源利用保駕護(hù)航，成為新時(shí)代賦予煤電的新使命。

自2006年頒布實(shí)施《可再生能源法》之后，我國(guó)新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。但是，由于新能源的波動(dòng)性以及管理利用水平和配套政策的不完善等因素，新能源的消納成了一個(gè)能源電力領(lǐng)域亟待解決的新問題。與此同時(shí)，電力體制改革正通過有序縮減發(fā)用電計(jì)劃，開展發(fā)電企業(yè)與用戶直接交易，逐步擴(kuò)大市場(chǎng)化電量的比例，為進(jìn)一步完善電力市場(chǎng)提供空間。因此，從電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)和電源側(cè)統(tǒng)籌規(guī)劃，提升火電機(jī)組靈活性，加強(qiáng)機(jī)組調(diào)峰能力和消納新能源入網(wǎng)是“十三五”能源戰(zhàn)略的調(diào)整重點(diǎn)。提升煤電靈活性，將是“十三五”期間增加電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)能力、促進(jìn)新能源消納的主要措施。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，目前，我國(guó)“三北”地區(qū)煤電占總裝機(jī)容量的60%，其中一半左右為熱電機(jī)組。預(yù)計(jì)到2020年這一比例仍將高于60%，熱電機(jī)組比重也將有所增加。與之相比，抽水蓄能、調(diào)峰氣電等調(diào)峰電源占比到2020年仍不足2%。在未來(lái)相當(dāng)長(zhǎng)的一段時(shí)期內(nèi)，“三北”地區(qū)電力系統(tǒng)仍將依賴煤電機(jī)組進(jìn)行調(diào)峰。通過靈活性改造，煤電機(jī)組可以增加20%以上額定容量的調(diào)峰能力?！峨娏Πl(fā)展“十三五”規(guī)劃》確定的全國(guó)煤電靈活性改造規(guī)模目標(biāo)為2.2億千瓦，預(yù)計(jì)將提升電力系統(tǒng)調(diào)峰能力約4600萬(wàn)千瓦。因此，探尋提升火電機(jī)組靈活性的技術(shù)路徑，以適應(yīng)新的能源戰(zhàn)略要求，更好地接納新能源入網(wǎng)，以及實(shí)現(xiàn)在役大容量火電機(jī)組的技術(shù)改造優(yōu)化都有實(shí)際意義。

據(jù)中國(guó)電力企業(yè)聯(lián)合會(huì)預(yù)測(cè), 2020年、2030年、2050年是我國(guó)火電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要節(jié)點(diǎn)，未來(lái)我國(guó)火電產(chǎn)業(yè)將進(jìn)入衰退期。2020年, 火電裝機(jī)容量占總裝機(jī)容量61%, 2030年下降到51%, 到2050年進(jìn)一步下降至38%，而新能源裝機(jī)占比持續(xù)上升, 到2050年, 新能源裝機(jī)占比已上升至33%?；痣娧b機(jī)容量一路下行的數(shù)據(jù)拐點(diǎn)，無(wú)情地證明了火電產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年遞減。

在未來(lái), 火電產(chǎn)業(yè)將在產(chǎn)業(yè)需求的導(dǎo)向下繼續(xù)演化。雖說(shuō)火電產(chǎn)業(yè)即將進(jìn)入衰退，但值得注意的是，在2030年以前, 我國(guó)火電產(chǎn)業(yè)仍處于成熟階段, 裝機(jī)容量占比仍在50%以上。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長(zhǎng), 電力需求也將進(jìn)一步擴(kuò)大, 火電產(chǎn)業(yè)仍有為經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)提供電力保障的需求。在未來(lái)十二年內(nèi)的火電成熟期里, 火電仍是我國(guó)的主力電源。

電力輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制

為深入貫徹落實(shí)黨的十九大精神和《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于進(jìn)一步深化電力體制改革的若干意見》（中發(fā)〔2015〕9號(hào)），進(jìn)一步完善和深化電力輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制，推進(jìn)電力輔助服務(wù)市場(chǎng)化，按照《國(guó)家發(fā)展改革委國(guó)家能源局關(guān)于印發(fā)電力體制改革配套文件的通知》（發(fā)改經(jīng)體〔2015〕2752號(hào)）有關(guān)要求。2017年11月15日，國(guó)家能源局發(fā)布了關(guān)于印發(fā)《完善電力輔助服務(wù)補(bǔ)償（市場(chǎng)）機(jī)制工作方案》的通知?！斗桨浮访鞔_了全面推進(jìn)電力輔助服務(wù)補(bǔ)償（市場(chǎng)）工作主要目標(biāo)和主要任務(wù)，自2017年至2020年，分三階段進(jìn)行實(shí)施。

2017-2018年為第一階段，完善現(xiàn)有相關(guān)規(guī)則條款，落實(shí)現(xiàn)行相關(guān)文件有關(guān)要求，強(qiáng)化監(jiān)督檢查，確保公正公平；2018-2019年為第二階段，要求探索建立電力中長(zhǎng)期交易涉及的電力用戶參與電力輔助服務(wù)分擔(dān)共享機(jī)制；2019-2020年為第三階段，要配合現(xiàn)貨交易試點(diǎn)，開展電力輔助服務(wù)市場(chǎng)建設(shè)。

除此之外，我國(guó)各省份也均布局電力輔助，山西獨(dú)立參與調(diào)峰的單個(gè)電儲(chǔ)能設(shè)施額定容量應(yīng)達(dá)到10MW及以上，額定功率持續(xù)充電時(shí)間應(yīng)在4小時(shí)及以上；福建省要求重視福建電力輔助服務(wù)市場(chǎng)試點(diǎn)和交易平臺(tái)試運(yùn)行工作；新疆由電儲(chǔ)能設(shè)施投資運(yùn)營(yíng)方與風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站自主協(xié)商確定補(bǔ)償費(fèi)用......

整理了部分省份出臺(tái)的關(guān)于電力輔助的政策，看看這些省份是如何推進(jìn)電力輔助服務(wù)市場(chǎng)的！

福建省《福建省電力輔助服務(wù)（調(diào)峰）交易規(guī)則（試行）》

各電力市場(chǎng)成員，要重視福建電力輔助服務(wù)市場(chǎng)試點(diǎn)和交易平臺(tái)試運(yùn)行工作，自覺遵守有關(guān)法律、規(guī)章和市場(chǎng)規(guī)則。9月至12月為試運(yùn)行期間，有關(guān)電力輔助服務(wù)市場(chǎng)交易結(jié)果按一定比例結(jié)算，2018年起依據(jù)交易規(guī)則按實(shí)際交易結(jié)果全額結(jié)算。

甘肅省《甘肅省電力調(diào)峰輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則（試行）》

火電機(jī)組（含供熱機(jī)組）有償調(diào)峰基準(zhǔn)為其額定容量的50%，有償調(diào)峰基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)是一個(gè)體現(xiàn)市場(chǎng)供求關(guān)系的動(dòng)態(tài)平衡點(diǎn)；實(shí)時(shí)深度調(diào)峰交易模式為日前申報(bào)、日內(nèi)調(diào)用；電儲(chǔ)能用戶需向調(diào)峰服務(wù)平臺(tái)提交包含交易時(shí)段、15 分鐘用電電力曲線、交易價(jià)格等內(nèi)容的交易意向，市場(chǎng)初期電儲(chǔ)能用戶申報(bào)價(jià)格的上限、下限分別為 0.2 元/千瓦時(shí)、0.1 元/千瓦時(shí)。

河北省《河北省“十三五”電力發(fā)展規(guī)劃》

加快建立電力輔助服務(wù)市場(chǎng)機(jī)制，進(jìn)一步促進(jìn)調(diào)峰電源發(fā)展，推動(dòng)燃煤火電機(jī)組靈活性改造，著力提高系統(tǒng)新能源電力消納能力。

江蘇省《江蘇電網(wǎng)統(tǒng)調(diào)發(fā)電機(jī)組輔助服務(wù)管理實(shí)施辦法》

    對(duì)并網(wǎng)發(fā)電廠提供的基本輔助服務(wù)不予補(bǔ)償，當(dāng)并網(wǎng)發(fā)電廠因自身原因不能提供基本輔助服務(wù)時(shí)需接受考核。對(duì)并網(wǎng)發(fā)電廠提供的有償輔助服務(wù)進(jìn)行補(bǔ)償，當(dāng)并網(wǎng)發(fā)電廠因自身原因有償輔助服務(wù)不能被調(diào)用或者達(dá)不到預(yù)定調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)時(shí)需接受考核。

山東省《山東電力輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則(試行)》

山東電力輔助服務(wù)市場(chǎng)將山東省級(jí)電力調(diào)度機(jī)構(gòu)直接調(diào)度的并網(wǎng)發(fā)電機(jī)組和送入山東電網(wǎng)的跨省區(qū)聯(lián)絡(luò)線納入輔助服務(wù)市場(chǎng)范圍，交易品種主要包括有償調(diào)峰和自動(dòng)發(fā)電控制(AGC)。有償調(diào)峰交易采用“階梯式”報(bào)價(jià)方式，分七檔報(bào)價(jià)，交易方式為日前組織、按15分鐘出清;AGC輔助服務(wù)交易為日前組織、按日出清。補(bǔ)償費(fèi)用按日統(tǒng)計(jì)發(fā)布，按月結(jié)算。

山西省《關(guān)于鼓勵(lì)電儲(chǔ)能參與山西省調(diào)峰調(diào)頻輔助服務(wù)有關(guān)事項(xiàng)》

以發(fā)電企業(yè)、電力用戶、售電企業(yè)、儲(chǔ)能運(yùn)營(yíng)企業(yè)等為參與主體，均可以聯(lián)合或獨(dú)立的方式參與調(diào)峰或調(diào)頻，獨(dú)立參與調(diào)峰的單個(gè)電儲(chǔ)能設(shè)施額定容量應(yīng)達(dá)到10MW及以上，額定功率持續(xù)充電時(shí)間應(yīng)在4小時(shí)及以上。獨(dú)立參與調(diào)頻的電儲(chǔ)能設(shè)施額定功率應(yīng)達(dá)到15MW及以上,持續(xù)充放電時(shí)間達(dá)到15分鐘以上。

新疆《新疆電力輔助服務(wù)市場(chǎng)運(yùn)營(yíng)規(guī)則(試行)》

鼓勵(lì)發(fā)電企業(yè)、售電企業(yè)、電力用戶、獨(dú)立輔助服務(wù)提供商等投資建設(shè)電儲(chǔ)能設(shè)施，要求充電功率在 1 萬(wàn)千瓦及以上、持續(xù)充電時(shí)間 4 小時(shí)以上；在火電廠計(jì)量關(guān)口出口內(nèi)建設(shè)的電儲(chǔ)能設(shè)施，與機(jī)組聯(lián)合參與調(diào)峰，按照深度調(diào)峰管理、費(fèi)用計(jì)算和補(bǔ)償；由電儲(chǔ)能設(shè)施投資運(yùn)營(yíng)方與風(fēng)電場(chǎng)、光伏電站自主協(xié)商確定補(bǔ)償費(fèi)用，釋放電量等同與發(fā)電廠發(fā)電量，按照發(fā)電廠相關(guān)合同電價(jià)結(jié)算。

東北地區(qū)《關(guān)于同意開展東北區(qū)域電力輔助服務(wù)市場(chǎng)專項(xiàng)改革試點(diǎn)的復(fù)函》

同意東北地區(qū)開展電力輔助服務(wù)市場(chǎng)專項(xiàng)改革試點(diǎn)工作，并已于今年1月1日起施行。東北電網(wǎng)調(diào)峰問題十分突出，既影響電源、電網(wǎng)和供熱安全，又影響新能源消納。而通過傳統(tǒng)的計(jì)劃手段和調(diào)度命令，發(fā)電企業(yè)提供調(diào)峰等輔助服務(wù)的動(dòng)力不足，可通過市場(chǎng)化方式建立更高效的電力輔助服務(wù)機(jī)制。

“三北”地區(qū)《促進(jìn)電儲(chǔ)能參與"三北"地區(qū)電力輔助服務(wù)（市場(chǎng)）機(jī)制試點(diǎn)工作》

鼓勵(lì)發(fā)電企業(yè)、售電企業(yè)、電力用戶、電儲(chǔ)能企業(yè)等投資建設(shè)電儲(chǔ)能設(shè)施。鼓勵(lì)各地規(guī)劃集中式新能源發(fā)電基地時(shí)配置適當(dāng)規(guī)模的電儲(chǔ)能設(shè)施，實(shí)現(xiàn)電儲(chǔ)能設(shè)施與新能源、電網(wǎng)的協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行。鼓勵(lì)在小區(qū)、樓宇、工商企業(yè)等用戶側(cè)建設(shè)分布式電儲(chǔ)能設(shè)施。

必然性與技術(shù)參考

目前，中國(guó)稀缺的不是發(fā)電能力，而是調(diào)峰能力，過去要求火電安全、穩(wěn)定、高效、清潔，現(xiàn)在我們還需要彈性、靈活性來(lái)調(diào)節(jié)和吸納高比例的可再生能源。我國(guó)大容量火電機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行時(shí)效率明顯下降，單位煤耗顯著上升，以新建1000MW機(jī)組為例，50%負(fù)荷下的供電煤耗比滿負(fù)荷時(shí)增加約20g/kWh。此外，低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)爐內(nèi)燃燒的不穩(wěn)定，引起了煙氣溫度和粉塵濃度等參數(shù)的大幅變化，嚴(yán)重影響了除塵器等設(shè)備的工作效率，污染物排放量也顯著增加。雖然火電結(jié)構(gòu)向高參數(shù)、大容量?jī)?yōu)化轉(zhuǎn)型，但機(jī)組運(yùn)行靈活性的不足仍然突顯了火電能耗和環(huán)保的壓力。

我國(guó)的電源結(jié)構(gòu)主要以火電為主，如下表所示。2015年全國(guó)發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘繛?5.3億kW，比上年增長(zhǎng)了約12%，增速幅度放緩。與此同時(shí)，電源結(jié)構(gòu)也在逐漸調(diào)整。2014年，火電在能源結(jié)構(gòu)組成中仍占約70%的比例，風(fēng)能及太陽(yáng)能等新能源只占不到10%;2015年，火力發(fā)電裝機(jī)容量則約占當(dāng)年總?cè)萘康?5%，穩(wěn)中略降，新能源的比例則提升為13%，增幅明顯?！兑?guī)劃》明確表明，按照非化石能源消費(fèi)比重達(dá)到15%的要求，到2020年，非化石能源發(fā)電裝機(jī)達(dá)到約7.7億kW，占比提高到39%;火電裝機(jī)力爭(zhēng)控制在11億kW以內(nèi)，占比降至約55%。

我國(guó)的電源結(jié)構(gòu)

由此可見，隨著我國(guó)電網(wǎng)機(jī)組裝機(jī)容量的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)火電和新能源發(fā)展之間的矛盾也因此顯現(xiàn)。電網(wǎng)中大容量火電機(jī)組普遍參與電網(wǎng)的調(diào)峰，為可再生能源消納提供足夠的容量空間，以滿足電源結(jié)構(gòu)中新能源比重提升的需要。我國(guó)大部分主力火電機(jī)組長(zhǎng)期在65%～75%的負(fù)荷下運(yùn)行，不僅調(diào)峰深度普遍不夠，而且機(jī)組運(yùn)行能效和污染物控制能力明顯下降;煤電自身結(jié)構(gòu)也有待進(jìn)一步優(yōu)化轉(zhuǎn)型以適應(yīng)總體電源結(jié)構(gòu)的改變。因此，火電機(jī)組缺乏靈活性面臨著來(lái)自電源結(jié)構(gòu)調(diào)整的壓力。

“十三五”期間我國(guó)明確提出，將實(shí)施2.2億千瓦燃煤機(jī)組的靈活性改造，使機(jī)組具備深度調(diào)峰能力。對(duì)于很多火電機(jī)組來(lái)說(shuō)，機(jī)組的靈活性將成為今后重要的考量，未來(lái)火電機(jī)組的一大部分收入將來(lái)自于調(diào)峰和輔助服務(wù)?；痣婌`活性改造之于火電領(lǐng)域是一場(chǎng)革命，更是對(duì)我國(guó)能源技術(shù)創(chuàng)新的一場(chǎng)嚴(yán)峻考驗(yàn)，如何“靈活”開展靈活性改造是必須要攻克的課題，所謂靈活就是機(jī)組具有更快的變負(fù)荷速率、更高的負(fù)荷調(diào)節(jié)精度及更好的一次調(diào)頻性能;機(jī)組具有更寬的負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍，負(fù)荷下限從原來(lái)的45%下調(diào)至30%，甚至更低。燃煤機(jī)組深度調(diào)峰面臨著很多問題，涉及到鍋爐、汽機(jī)、輔機(jī)、控制系統(tǒng)等多個(gè)方面，可謂牽一發(fā)而動(dòng)全身，針對(duì)機(jī)組自身的運(yùn)行特性以及調(diào)峰目標(biāo)幅度，靈活制定靈活性改造技術(shù)路線，以期實(shí)現(xiàn)燃煤機(jī)組在低負(fù)荷下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。要實(shí)現(xiàn)機(jī)組靈活性改造并不是一件容易的事兒，要響應(yīng)政策導(dǎo)向，兼顧未來(lái)市場(chǎng)變化，根據(jù)企業(yè)自身特點(diǎn)，合理確定改造目標(biāo)和技術(shù)方案，保證機(jī)組安全，還要控制投資規(guī)模，注重解決實(shí)際需求?！濉陂g，隨著可再生能源發(fā)電全額保障性收購(gòu)制度的實(shí)行，我國(guó)火電靈活性改造工作將同步鋪開，熱電機(jī)組和常規(guī)煤電靈活性改造規(guī)模分別達(dá)到1.33億千瓦和8600萬(wàn)千瓦左右。

那么燃煤電廠的火電靈活性改造，主要包括哪些?

運(yùn)行靈活性：深度調(diào)峰(低負(fù)荷運(yùn)行)，快速啟停，爬坡能力強(qiáng);對(duì)于熱電機(jī)組實(shí)現(xiàn)熱電解耦。

燃料靈活性：煤種適應(yīng)力強(qiáng)，摻燒生物質(zhì)例如秸稈、木屑等。

提高火電靈活性，包括改善機(jī)組調(diào)峰能力、爬坡速度、啟停時(shí)間等多個(gè)方面。目前，我國(guó)純凝機(jī)組在實(shí)際運(yùn)行中的調(diào)峰能力一般為額定容量的50%左右，典型的抽凝機(jī)組在供熱期的調(diào)峰能力僅為額定容量的20%。通過靈活性改造，預(yù)期將使熱電機(jī)組增加20%額定容量的調(diào)峰能力，最小技術(shù)出力達(dá)到40%-50%額定容量;純凝機(jī)組增加15%-20%額定容量的調(diào)峰能力，最小技術(shù)出力達(dá)到30%-35%額定容量。通過加強(qiáng)國(guó)內(nèi)外技術(shù)交流和合作，部分具備改造條件的電廠預(yù)期達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，機(jī)組不投油穩(wěn)燃時(shí)純凝工況最小技術(shù)出力達(dá)到20%-25%。

靈活性改造具體路線包含低負(fù)荷穩(wěn)燃、鍋爐燃燒優(yōu)化、低負(fù)荷脫硝、汽機(jī)改造、蓄熱裝置。牽一發(fā)而動(dòng)全身，靈活性改造要涉及鍋爐、汽機(jī)、控制系統(tǒng)的改造，需要先做全廠評(píng)估，再制定具體方案。

針對(duì)低負(fù)荷穩(wěn)燃，煤粉鍋爐在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)鍋爐最低不投油穩(wěn)燃能力有一定要求，相關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：根據(jù)不同燃燒方式和不同煤中揮發(fā)分，鍋爐最低穩(wěn)燃負(fù)荷率在30%至60%之間。但機(jī)組考核往往以設(shè)計(jì)煤種為準(zhǔn)，鍋爐實(shí)際運(yùn)行中，煤質(zhì)多變，多煤種摻燒現(xiàn)象已十分普遍。要保證機(jī)組在低負(fù)荷甚至超低負(fù)荷(30%以下)下長(zhǎng)期穩(wěn)定運(yùn)行，必須對(duì)燃燒系統(tǒng)做調(diào)整。目前比較主流的低負(fù)荷

穩(wěn)燃技術(shù)方案有：燃燒器結(jié)構(gòu)優(yōu)化改造、磨煤機(jī)分離器的優(yōu)化改造、利用機(jī)組原有的等離子點(diǎn)火裝置、利用微油或小油槍點(diǎn)火裝置、利用富氧燃燒技術(shù)等。

供熱工況熱電解耦：目前，國(guó)內(nèi)絕大多數(shù)供熱機(jī)組均采取汽輪機(jī)中壓缸排汽供熱方式，而受汽輪機(jī)低壓缸最小冷卻流量的限制，在機(jī)組供熱量一定的情況下，機(jī)組發(fā)電負(fù)荷不能低于某一限值，這種“以熱定電”的模式限制了供熱機(jī)組在供熱期的深度調(diào)峰能力，這也是我國(guó)三北地區(qū)供暖期調(diào)峰困難、棄風(fēng)棄光現(xiàn)象嚴(yán)重的重要原因。因此，要在保證機(jī)組供熱量不變的前提下，降低機(jī)組電出力，就需要打破機(jī)組供熱期的熱、電耦合關(guān)系。目前，常用的熱電解耦技術(shù)有：汽輪機(jī)旁路供熱，切除低壓缸供熱，熱水、熔鹽儲(chǔ)熱供熱，電鍋爐、電熱泵供熱等。

汽輪機(jī)旁路供熱：該技術(shù)主要是指汽輪機(jī)高、低壓旁路聯(lián)合供熱，利用高壓旁路將部分主蒸汽減溫減壓旁路至高壓缸排汽，經(jīng)鍋爐再熱器加熱后，從低壓旁路（中壓缸進(jìn)口）抽汽對(duì)外供熱。該技術(shù)方案能最大程度地實(shí)現(xiàn)熱電解耦，可達(dá)到“停機(jī)不停爐”的效果，同時(shí)改造投資也較小，不足之處在于供熱經(jīng)濟(jì)性較差。此外，在方案設(shè)計(jì)中應(yīng)注意各路蒸汽流量的匹配，保持汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子的推力平衡，確保高壓缸末級(jí)葉片的運(yùn)行安全性，防止受熱面超溫，同時(shí)應(yīng)確保旁路供熱時(shí)的運(yùn)行安全性。

切除低壓缸供熱：該技術(shù)是打破原有的汽輪機(jī)低壓缸最小冷卻流量限值理論，在供熱期間切除低壓缸進(jìn)汽，僅保持少量的冷卻蒸汽（約 10 t/h左右），使低壓缸在高真空條件下“空轉(zhuǎn)”運(yùn)行，從而提高汽輪機(jī)的供熱能力。該技術(shù)能使機(jī)組在原供熱能力的基礎(chǔ)上增加 20%左右的供熱能力，由于減少了低壓缸排汽的冷源損失，具有較好的供熱經(jīng)濟(jì)性。該項(xiàng)技術(shù)在國(guó)外有成功案例，在我國(guó)內(nèi)蒙古某330 MW 機(jī)組上也成功完成了連續(xù) 72 h 的切除低壓缸進(jìn)汽試驗(yàn)，試驗(yàn)期間在保證供熱蒸汽流量 350 t/h的前提下，機(jī)組電負(fù)荷降至 120 MW，監(jiān)測(cè)汽輪機(jī)末級(jí)和次末級(jí)葉片溫度正常。該項(xiàng)技術(shù)改造投資小，遠(yuǎn)低于高背壓、光軸改造成本，具有較好的市場(chǎng)應(yīng)用前景。

熱水、熔鹽儲(chǔ)熱供熱：該技術(shù)是通過設(shè)置熱水罐、熔鹽罐等存儲(chǔ)熱量，作為電網(wǎng)負(fù)荷較低時(shí)機(jī)組供熱抽汽的補(bǔ)充或熱量的存儲(chǔ)，間接實(shí)現(xiàn)熱電解耦。以熱水儲(chǔ)熱為例，根據(jù)實(shí)際需求，在電網(wǎng)高峰時(shí)段，增加供熱抽汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水并存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱罐中，電網(wǎng)低谷時(shí)，由儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)存的熱水對(duì)外供熱；也可在電網(wǎng)低谷時(shí)，機(jī)組不深調(diào)負(fù)荷，增加供熱抽汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水并存儲(chǔ)在儲(chǔ)熱罐中，在電網(wǎng)高峰時(shí)段時(shí)由儲(chǔ)熱罐儲(chǔ)存的熱水對(duì)外供熱，增加上網(wǎng)電負(fù)荷。儲(chǔ)熱供熱技術(shù)對(duì)機(jī)組原熱力系統(tǒng)的改造少，供熱經(jīng)濟(jì)性較好，不足之處在于改造投資較大，儲(chǔ)熱罐占地面積大，且不適用于長(zhǎng)期連續(xù)調(diào)峰。儲(chǔ)熱供熱技術(shù)在德國(guó)、丹麥應(yīng)用廣泛，在我國(guó)的東北地區(qū)也有成功應(yīng)用。

電鍋爐、電熱泵供熱 ：該技術(shù)是指在電源側(cè)設(shè)置電鍋爐、電熱泵等，在低負(fù)荷抽汽供熱不足時(shí)，通過電熱或電蓄熱的方式將電能轉(zhuǎn)換為熱能，補(bǔ)充供熱所需，從而實(shí)現(xiàn)熱電解耦。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能最大程度地實(shí)現(xiàn)熱電解耦，對(duì)原機(jī)組的改造少；不足在于改造投資大，且機(jī)組熱經(jīng)濟(jì)性較差。電鍋爐在國(guó)外也有廣泛的應(yīng)用，主要用于電網(wǎng)中富余的“垃圾電”的消化，而在我國(guó)東北地區(qū)，受電力輔助調(diào)峰市場(chǎng)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制的影響，也有少量電廠采取合同能源管理的模式開展電鍋爐供熱改造，實(shí)現(xiàn)熱電解耦。在上述幾種熱電解耦技術(shù)方案中，最成熟的是熱水罐儲(chǔ)熱供熱、電鍋爐供熱技術(shù)，這 2 種技術(shù)熱經(jīng)濟(jì)性較好，但改造成本相對(duì)較高，占地面積也較大；其次是汽輪機(jī)旁路技術(shù)，改造成本低，但熱經(jīng)濟(jì)性較差；切除低壓缸供熱技術(shù)改造成本最低，熱經(jīng)濟(jì)性也最好，但應(yīng)用業(yè)績(jī)相對(duì)較少，安全性還有待驗(yàn)證，是未來(lái)的研究熱點(diǎn)之一。

運(yùn)行中汽機(jī)易出現(xiàn)的問題：汽缸/轉(zhuǎn)子脹差大、低壓缸排汽溫度高、加熱器疏水不暢機(jī)組深度調(diào)峰降負(fù)荷過程中，由于轉(zhuǎn)子冷卻比汽缸快，容易出現(xiàn)負(fù)脹差的情況，運(yùn)行過程中應(yīng)控制降負(fù)荷速率，脹差較大時(shí)須采用加熱裝置向汽缸夾層和法蘭通冷卻蒸汽。低負(fù)荷下排汽溫度高則主要受鼓風(fēng)摩擦的影響，沒有足夠的蒸汽將產(chǎn)生的熱量帶走，此時(shí)需通過后缸噴水減溫裝置向汽輪機(jī)排汽中噴入高度霧化的減溫水來(lái)實(shí)現(xiàn)降溫。低負(fù)荷下低壓加熱器（低加）疏水不暢主要是受低負(fù)荷下相鄰兩段抽汽壓差小、兩級(jí)加熱器之間差壓小的影響所致，此時(shí)需要對(duì)低加疏水管道進(jìn)行改造，減少兩級(jí)加熱器之間疏水管道的阻力。

火電機(jī)組靈活性改造的研究方向：火電機(jī)組分為熱電機(jī)組和凝汽機(jī)組兩大類，歐美多數(shù)廣泛使用熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組，但其中較大比重為大容量抽凝式機(jī)組;國(guó)內(nèi)兩類機(jī)組都普遍存在，熱電機(jī)組裝機(jī)容量大約為火電總裝機(jī)容量的32%?；痣姍C(jī)組靈活性主要包括機(jī)組的調(diào)峰深度，爬坡能力和啟停速度等內(nèi)容，改造主要的研究方向如圖1所示。調(diào)峰運(yùn)行方式的優(yōu)化和鍋爐燃燒系統(tǒng)的優(yōu)化改造是火電機(jī)組靈活性改造的主要手段。

圖火電機(jī)組靈活性改造的主要研究方向

火電機(jī)組的儲(chǔ)熱改造：國(guó)外對(duì)火電機(jī)組靈活性改造集中于小型化的熱電聯(lián)產(chǎn)機(jī)組展開，其中尤以儲(chǔ)熱裝置的研究非常流行，主要方法是運(yùn)用energyPLUS、ANSYS等軟件進(jìn)行建模分析，從而得到可行的改造方案。

在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用儲(chǔ)熱技術(shù)開發(fā)和利用儲(chǔ)熱鍋爐和儲(chǔ)熱式設(shè)備，建立靈活機(jī)動(dòng)的中小型儲(chǔ)熱電站的方案逐漸成為熱點(diǎn)。儲(chǔ)熱設(shè)備與火電站改造相結(jié)合，不僅設(shè)計(jì)靈活，而且維修使用方便且易于管理。

瑞典斯德哥爾摩市政熱電廠的電鍋爐調(diào)峰項(xiàng)目便設(shè)置了臥式的大型蓄熱罐來(lái)實(shí)現(xiàn)機(jī)組靈活性的提升;德國(guó)和丹麥的供熱系統(tǒng)基本都配置大型蓄熱罐，同時(shí)在電源側(cè)和熱網(wǎng)側(cè)充當(dāng)儲(chǔ)能設(shè)施，除了實(shí)現(xiàn)熱電廠短時(shí)間的熱電解耦，還可起到定壓補(bǔ)水和膨脹水箱的作用;我國(guó)東北部分地區(qū)也開始逐步采用采用蓄熱罐和電鍋爐改善熱電廠的調(diào)峰收益。

儲(chǔ)能系統(tǒng)與聯(lián)合調(diào)峰運(yùn)行策略：火電機(jī)組靈活性的改善需要大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)相配合，除了上述利用儲(chǔ)熱裝置的方法以外，主要的儲(chǔ)能系統(tǒng)是以抽水蓄能電站、燃?xì)廨啓C(jī)電站和常規(guī)水電機(jī)組等為主的調(diào)峰電源。

此外，利用以燃料電池為核心的儲(chǔ)能系統(tǒng)輔助調(diào)峰提高火電靈活性的技術(shù)也在持續(xù)研究中。燃料電池技術(shù)整體還不成熟，相關(guān)研究主要集中于材料、結(jié)構(gòu)和催化劑的改良。近日，美國(guó)橡樹嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室能源部使用納米尖峰催化劑將溫室氣體二氧化碳轉(zhuǎn)化為乙醇，研究人員認(rèn)為可利用二氧化碳可以制造和存儲(chǔ)為乙醇的特性，研制新型電池儲(chǔ)能系統(tǒng)平衡間歇電源對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定性的影響。

火電機(jī)組的調(diào)峰優(yōu)化措施：九十年代以來(lái)，為了在火電機(jī)組變工況調(diào)峰的過程中來(lái)提高調(diào)峰能力和經(jīng)濟(jì)性，研究人員從火電機(jī)組燃燒系統(tǒng)改造和變工況運(yùn)行策略的角度對(duì)鍋爐設(shè)備的燃燒穩(wěn)定性、水循環(huán)安全性和鍋爐輔機(jī)的限制等影響火電機(jī)組調(diào)峰能力的因素進(jìn)行了深入研究。

機(jī)組調(diào)峰改造和節(jié)能改造一般結(jié)合進(jìn)行，常見的低負(fù)荷燃燒與排放控制技術(shù)有：鍋爐的燃燒優(yōu)化，包括對(duì)燃燒器、尾部煙道和磨煤機(jī)等輔助設(shè)備進(jìn)行穩(wěn)燃改造和燃料混燃技術(shù)等;系統(tǒng)加裝前置汽輪機(jī)來(lái)提高效率，廠用電錯(cuò)峰轉(zhuǎn)移配合調(diào)整汽輪機(jī)出力大小;通過系統(tǒng)旁路改造和控制煙氣溫度，降低最小負(fù)荷出力，拓寬出力區(qū)間;尾部煙道凈化處理和相關(guān)污染物脫除技術(shù)等。從變工況調(diào)峰運(yùn)行的角度來(lái)考慮，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性、安全性、機(jī)動(dòng)性和調(diào)峰幅度比較評(píng)價(jià)之后，國(guó)內(nèi)大多數(shù)火電機(jī)組使用低負(fù)荷運(yùn)行方式，并且隨著負(fù)荷的降低，采用定壓-滑壓-定壓的運(yùn)行方式;實(shí)際運(yùn)行時(shí)除了考慮電網(wǎng)負(fù)荷特性、機(jī)組安全性和經(jīng)濟(jì)性之外，還必須提高運(yùn)行人員管理工況頻繁變化機(jī)組的操作水平等。

總結(jié)

基于我國(guó)的能源形勢(shì)，為了建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，我國(guó)將大力發(fā)展新能源發(fā)電。電力行業(yè)開展火電機(jī)組靈活性技術(shù)路徑的研究，挖掘燃煤機(jī)組調(diào)峰潛力，是破解當(dāng)前新能源消納困境與減少棄風(fēng)和棄光現(xiàn)象亟待推進(jìn)的戰(zhàn)略舉措。

目前國(guó)內(nèi)火電機(jī)組靈活性改進(jìn)措施主要圍繞鍋爐及其輔機(jī)系統(tǒng)的低負(fù)荷穩(wěn)燃優(yōu)化、熱電機(jī)組利用儲(chǔ)熱裝置實(shí)現(xiàn)熱電解耦以及相關(guān)調(diào)峰運(yùn)行方案的制定;電力市場(chǎng)則持續(xù)推進(jìn)創(chuàng)新輔助服務(wù)機(jī)制，鼓勵(lì)電、熱生產(chǎn)企業(yè)和用戶聯(lián)合投資建設(shè)蓄熱器，合理補(bǔ)償調(diào)峰服務(wù)方的收益，提高企業(yè)調(diào)峰積極性，促進(jìn)電力市場(chǎng)的良性競(jìng)爭(zhēng)。

火電機(jī)組靈活性技術(shù)開發(fā)，重點(diǎn)可從電廠熱力系統(tǒng)的角度，利用已有設(shè)施進(jìn)行技術(shù)改造，深挖調(diào)峰潛力;繼續(xù)推進(jìn)區(qū)域調(diào)峰電源以及相關(guān)儲(chǔ)能系統(tǒng)的配套建設(shè);對(duì)電網(wǎng)側(cè)和用戶側(cè)而言，要完善輸電技術(shù)、需求響應(yīng)措施和峰谷電價(jià)機(jī)制等舉措，綜合優(yōu)化熱電聯(lián)產(chǎn)與電能替代供熱方案。