據(jù)統(tǒng)計資料顯示:2015年全國平均棄風(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闹髁﹄娫?，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，我國發(fā)電裝機(jī)16.5億千瓦時，其中煤電裝機(jī)9.43億千瓦，占比57.15%;2016年全國發(fā)電量59897億千瓦時，其中煤電發(fā)電量39058億千瓦時，占比65.21%。根據(jù)國家發(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，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，成為新時代賦予煤電的新使命。

自2006年頒布實施《可再生能源法》之后，我國新能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速。但是，由于新能源的波動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能源電力領(lǐng)域亟待解決的新問題。與此同時，電力體制改革正通過有序縮減發(fā)用電計劃，開展發(fā)電企業(yè)與用戶直接交易，逐步擴(kuò)大市場化電量的比例，為進(jìn)一步完善電力市場提供空間。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)計數(shù)據(jù)顯示，目前，我國“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%。在未來相當(dāng)長的一段時期內(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》確定的全國煤電靈活性改造規(guī)模目標(biāo)為2.2億千瓦，預(yù)計將提升電力系統(tǒng)調(diào)峰能力約4600萬千瓦。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)，以及實現(xiàn)在役大容量火電機(jī)組的技術(shù)改造優(yōu)化都有實際意義。

據(jù)中國電力企業(yè)聯(lián)合會預(yù)測, 2020年、2030年、2050年是我國火電產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要節(jié)點(diǎn)，未來我國火電產(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)，無情地證明了火電產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐年遞減。

在未來, 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。隨著我國經(jīng)濟(jì)的穩(wěn)定增長, 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)增長提供電力保障的需求。在未來十二年內(nèi)的火電成熟期里, 火電仍是我國的主力電源。

電力輔助服務(wù)補(bǔ)償機(jī)制

為深入貫徹落實黨的十九大精神和《中共中央國務(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），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)市場化，按照《國家發(fā)展改革委國家能源局關(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）有關(guān)要求。2017年11月15日，國家能源局發(fā)布了關(guān)于印發(fā)《完善電力輔助服務(wù)補(bǔ)償（市場）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）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)行實施。

2017-2018年為第一階段，完善現(xiàn)有相關(guān)規(guī)則條款，落實現(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)市場建設(shè)。

除此之外，我國各省份也均布局電力輔助，山西獨(dú)立參與調(diào)峰的單個電儲能設(shè)施額定容量應(yīng)達(dá)到10MW及以上，額定功率持續(xù)充電時間應(yīng)在4小時及以上；福建省要求重視福建電力輔助服務(wù)市場試點(diǎn)和交易平臺試運(yùn)行工作；新疆由電儲能設(shè)施投資運(yùn)營方與風(fēng)電場、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）》

各電力市場成員，要重視福建電力輔助服務(wù)市場試點(diǎn)和交易平臺試運(yùn)行工作，自覺遵守有關(guān)法律、規(guī)章和市場規(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)市場運(yùn)營規(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)是一個體現(xiàn)市場供求關(guān)系的動態(tài)平衡點(diǎn)；實時深度調(diào)峰交易模式為日前申報、日內(nèi)調(diào)用；電儲能用戶需向調(diào)峰服務(wù)平臺提交包含交易時段、15 分鐘用電電力曲線、交易價格等內(nèi)容的交易意向，市場初期電儲能用戶申報價格的上限、下限分別為 0.2 元/千瓦時、0.1 元/千瓦時。

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)市場機(jī)制，進(jìn)一步促進(jìn)調(diào)峰電源發(fā)展，推動燃煤火電機(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)管理實施辦法》

    對并網(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)時需接受考核。對并網(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)時需接受考核。

山東省《山東電力輔助服務(wù)市場運(yùn)營規(guī)則(試行)》

山東電力輔助服務(wù)市場將山東省級電力調(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)市場范圍，交易品種主要包括有償調(diào)峰和自動發(fā)電控制(AGC)。有償調(diào)峰交易采用“階梯式”報價方式，分七檔報價，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)計發(fā)布，按月結(jié)算。

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

以發(fā)電企業(yè)、電力用戶、售電企業(yè)、儲能運(yùn)營企業(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)峰的單個電儲能設(shè)施額定容量應(yīng)達(dá)到10MW及以上，額定功率持續(xù)充電時間應(yīng)在4小時及以上。獨(dú)立參與調(diào)頻的電儲能設(shè)施額定功率應(yīng)達(dá)到15MW及以上,持續(xù)充放電時間達(dá)到15分鐘以上。

新疆《新疆電力輔助服務(wù)市場運(yùn)營規(guī)則(試行)》

鼓勵發(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)電儲能設(shè)施，要求充電功率在 1 萬千瓦及以上、持續(xù)充電時間 4 小時以上；在火電廠計量關(guān)口出口內(nèi)建設(shè)的電儲能設(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)用計算和補(bǔ)償；由電儲能設(shè)施投資運(yùn)營方與風(fēng)電場、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)市場專項改革試點(diǎn)的復(fù)函》

同意東北地區(qū)開展電力輔助服務(wù)市場專項改革試點(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)的動力不足，可通過市場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)電儲能參與"三北"地區(qū)電力輔助服務(wù)（市場）機(jī)制試點(diǎn)工作》

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

必然性與技術(shù)參考

目前，中國稀缺的不是發(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、靈活性來調(diào)節(jié)和吸納高比例的可再生能源。我國大容量火電機(jī)組調(diào)峰運(yùn)行時效率明顯下降，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)荷時增加約20g/kWh。此外，低負(fù)荷運(yùn)行時爐內(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)、大容量優(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。

我國的電源結(jié)構(gòu)主要以火電為主，如下表所示。2015年全國發(fā)電裝機(jī)總?cè)萘繛?5.3億kW，比上年增長了約12%，增速幅度放緩。與此同時，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。《規(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)力爭控制在11億kW以內(nèi)，占比降至約55%。

我國的電源結(jié)構(gòu)

由此可見，隨著我國電網(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。我國大部分主力火電機(jī)組長期在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自電源結(jié)構(gòu)調(diào)整的壓力。

“十三五”期間我國明確提出，將實施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。對于很多火電機(jī)組來說，機(jī)組的靈活性將成為今后重要的考量，未來火電機(jī)組的一大部分收入將來自于調(diào)峰和輔助服務(wù)。火電靈活性改造之于火電領(lǐng)域是一場革命，更是對我國能源技術(shù)創(chuàng)新的一場嚴(yán)峻考驗，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)等多個方面，可謂牽一發(fā)而動全身，針對機(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，以期實現(xiàn)燃煤機(jī)組在低負(fù)荷下的安全穩(wěn)定運(yùn)行。要實現(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，兼顧未來市場變化，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，注重解決實際需求?！濉陂g，隨著可再生能源發(fā)電全額保障性收購制度的實行，我國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);對于熱電機(jī)組實現(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、啟停時間等多個方面。目前，我國純凝機(jī)組在實際運(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)到國際先進(jìn)水平，機(jī)組不投油穩(wěn)燃時純凝工況最小技術(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，需要先做全廠評估，再制定具體方案。

針對低負(fù)荷穩(wěn)燃，煤粉鍋爐在設(shè)計時對鍋爐最低不投油穩(wěn)燃能力有一定要求，相關(guān)設(shè)計標(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)計煤種為準(zhǔn)，鍋爐實際運(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)下長期穩(wěn)定運(yùn)行，必須對燃燒系統(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）抽汽對外供熱。該技術(shù)方案能最大程度地實現(xiàn)熱電解耦，可達(dá)到“停機(jī)不停爐”的效果，同時改造投資也較小，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，確保高壓缸末級葉片的運(yùn)行安全性，防止受熱面超溫，同時應(yīng)確保旁路供熱時的運(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。該項技術(shù)在國外有成功案例，在我國內(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，試驗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)測汽輪機(jī)末級和次末級葉片溫度正常。該項技術(shù)改造投資小，遠(yuǎn)低于高背壓、光軸改造成本，具有較好的市場應(yīng)用前景。

熱水、熔鹽儲熱供熱：該技術(shù)是通過設(shè)置熱水罐、熔鹽罐等存儲熱量，作為電網(wǎng)負(fù)荷較低時機(jī)組供熱抽汽的補(bǔ)充或熱量的存儲，間接實現(xiàn)熱電解耦。以熱水儲熱為例，根據(jù)實際需求，在電網(wǎng)高峰時段，增加供熱抽汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水并存儲在儲熱罐中，電網(wǎng)低谷時，由儲熱罐儲存的熱水對外供熱；也可在電網(wǎng)低谷時，機(jī)組不深調(diào)負(fù)荷，增加供熱抽汽加熱熱網(wǎng)循環(huán)水并存儲在儲熱罐中，在電網(wǎng)高峰時段時由儲熱罐儲存的熱水對外供熱，增加上網(wǎng)電負(fù)荷。儲熱供熱技術(shù)對機(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，儲熱罐占地面積大，且不適用于長期連續(xù)調(diào)峰。儲熱供熱技術(shù)在德國、丹麥應(yīng)用廣泛，在我國的東北地區(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，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，從而實現(xiàn)熱電解耦。該技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是能最大程度地實現(xiàn)熱電解耦，對原機(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，而在我國東北地區(qū)，受電力輔助調(diào)峰市場獎勵機(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)績相對較少，安全性還有待驗證，是未來的研究熱點(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實現(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、兩級加熱器之間差壓小的影響所致，此時需要對低加疏水管道進(jìn)行改造，減少兩級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%。火電機(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)組的儲熱改造：國外對火電機(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)用儲熱技術(shù)開發(fā)和利用儲熱鍋爐和儲熱式設(shè)備，建立靈活機(jī)動的中小型儲熱電站的方案逐漸成為熱點(diǎn)。儲熱設(shè)備與火電站改造相結(jié)合，不僅設(shè)計靈活，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)峰項目便設(shè)置了臥式的大型蓄熱罐來實現(xiàn)機(jī)組靈活性的提升;德國和丹麥的供熱系統(tǒng)基本都配置大型蓄熱罐，同時在電源側(cè)和熱網(wǎng)側(cè)充當(dāng)儲能設(shè)施，除了實現(xiàn)熱電廠短時間的熱電解耦，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儲能技術(shù)相配合，除了上述利用儲熱裝置的方法以外，主要的儲能系統(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，美國橡樹嶺國家實驗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為乙醇的特性，研制新型電池儲能系統(tǒng)平衡間歇電源對電網(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，為了在火電機(jī)組變工況調(diào)峰的過程中來提高調(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)來提高效率，廠用電錯峰轉(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)行的角度來考慮，經(jīng)過經(jīng)濟(jì)性、安全性、機(jī)動性和調(diào)峰幅度比較評價之后，國內(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;實際運(yùn)行時除了考慮電網(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)

基于我國的能源形勢，為了建設(shè)清潔低碳、安全高效的現(xiàn)代能源體系，我國將大力發(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)組利用儲熱裝置實現(xiàn)熱電解耦以及相關(guān)調(diào)峰運(yùn)行方案的制定;電力市場則持續(xù)推進(jìn)創(chuàng)新輔助服務(wù)機(jī)制，鼓勵電、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)電力市場的良性競爭。

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)儲能系統(tǒng)的配套建設(shè);對電網(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。