我國(guó)沙漠、戈壁、荒漠地區(qū)海拔相對(duì)較高,土地相對(duì)平坦,風(fēng)光資源條件優(yōu)越,但環(huán)境惡劣,浮塵、雷暴、沙塵暴天氣較多,季節(jié)性溫差變化大,為新型能源基地的規(guī)劃、建設(shè)和經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)帶來(lái)了諸多挑戰(zhàn)。
“沙戈荒”基地風(fēng)電開(kāi)發(fā)面臨機(jī)組環(huán)境適應(yīng)性要求高、機(jī)組大型化難度大、并網(wǎng)運(yùn)維成本高三大難題。應(yīng)考慮高適應(yīng)的定制化,提高機(jī)組的環(huán)境適應(yīng)性和可靠性;考慮面向未來(lái)的大型化,機(jī)組大型化可以顯著降本增效;考慮軟硬一體的智慧化,做到智能感知、全景監(jiān)測(cè)、故障預(yù)警和運(yùn)維決策。
華能集團(tuán)通過(guò)5項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新實(shí)現(xiàn)了風(fēng)機(jī)高適應(yīng)定制,保證機(jī)組不出現(xiàn)葉片侵蝕、掃塔及倒塔事件。這些技術(shù)創(chuàng)新主要包括:120米級(jí)避掃塔抗沙蝕低沙敏長(zhǎng)柔葉,輕量化、高可靠、防沙散熱的機(jī)艙系統(tǒng),140米以上高穩(wěn)定裝配式鋼混塔筒基礎(chǔ),基于電壓源控制的構(gòu)網(wǎng)型并網(wǎng)技術(shù),通用性智能傳感、監(jiān)控和運(yùn)維技術(shù)。
“沙戈荒”基地光伏開(kāi)發(fā)則面臨環(huán)境適應(yīng)性要求高、建設(shè)難度大、并網(wǎng)運(yùn)維成本高的難題,亟須研發(fā)具備高效發(fā)電能力、抗遮擋的新型電池組件技術(shù)和柔性支架技術(shù),顯著降低建設(shè)、運(yùn)維成本。高效鈣鈦礦光伏技術(shù)可進(jìn)一步提高電站發(fā)電能力,轉(zhuǎn)換效率提升空間大,性?xún)r(jià)比優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn),有望在大基地建設(shè)中發(fā)揮重要作用。異質(zhì)結(jié)高效電池組件在高溫及弱光條件下具有更高的發(fā)電效率和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性,同時(shí)結(jié)合華能矩陣疊片技術(shù),其抗遮擋、抗隱裂的高可靠特性可以更好地適應(yīng)“沙戈荒”地區(qū)的環(huán)境條件。華能集團(tuán)還開(kāi)發(fā)了具有高抗風(fēng)、高承載、低沉降敏感度特性的光伏柔性支架系統(tǒng),可以更好地適應(yīng)“沙戈荒”松軟的地質(zhì)條件和惡劣的風(fēng)沙天氣。此外,華能集團(tuán)在運(yùn)維和電站一體化方面,實(shí)現(xiàn)了無(wú)人機(jī)智能運(yùn)維、智能管控,開(kāi)發(fā)了集成三維設(shè)計(jì)優(yōu)化、可視化基建及故障診斷功能的智能一體化管控平臺(tái),支撐“沙戈荒”基地大容量電站開(kāi)發(fā)及建設(shè)管理。
針對(duì)“沙戈荒”基地綜合開(kāi)發(fā),華能集團(tuán)提出開(kāi)發(fā)集資源評(píng)估、選型選址、場(chǎng)群設(shè)計(jì)、并網(wǎng)分析、生產(chǎn)模擬于一體的大型能源基地規(guī)劃優(yōu)化平臺(tái),實(shí)現(xiàn)大型能源基地“資源評(píng)估-微觀(guān)選址-一體化設(shè)計(jì)-并網(wǎng)安全-生產(chǎn)模擬”的全流程一體化開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì);打造千萬(wàn)千瓦級(jí)多能互補(bǔ)大型能源基地一體化運(yùn)行控制典型建設(shè)模式與整體解決方案;從系統(tǒng)架構(gòu)、管控、運(yùn)維、集成方面突破,提高儲(chǔ)能系統(tǒng)的可靠性和環(huán)境適應(yīng)性,滿(mǎn)足“沙戈荒”地區(qū)大型儲(chǔ)能電站建設(shè)需求。
在脫碳技術(shù)方面,華能集團(tuán)是我國(guó)最早開(kāi)展碳捕集、利用和封存(CCUS)技術(shù)研發(fā)和工程示范的單位之一,建立了具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的CCUS技術(shù)理論和成套技術(shù)體系,擁有多個(gè)國(guó)家級(jí)和省部級(jí)CCUS研發(fā)平臺(tái),成功建造并運(yùn)行了多項(xiàng)國(guó)際或國(guó)內(nèi)首臺(tái)(套)二氧化碳捕集裝置,并首次實(shí)現(xiàn)我國(guó)碳捕集技術(shù)出口發(fā)達(dá)國(guó)家。近零排放的燃煤污染物低溫深度脫除技術(shù)是華能原創(chuàng)、國(guó)際首創(chuàng)的顛覆性技術(shù),可將燃煤電廠(chǎng)煙氣中的多種污染物一體化深度脫除,實(shí)現(xiàn)污染物近零排放。
為更好推動(dòng)“沙戈荒”基地建設(shè),建議加強(qiáng)網(wǎng)源協(xié)調(diào),推進(jìn)“沙戈荒”基地一體化調(diào)控的應(yīng)用示范;加快適應(yīng)“沙戈荒”環(huán)境的風(fēng)電、光伏發(fā)電、儲(chǔ)能等技術(shù)發(fā)展及CCUS技術(shù)推廣應(yīng)用;加強(qiáng)火電機(jī)組靈活改造及儲(chǔ)能、氫能等調(diào)節(jié)技術(shù)發(fā)展,加強(qiáng)輔助服務(wù)等支持政策引導(dǎo);啟動(dòng)高耗能企業(yè)及產(chǎn)業(yè)向“沙戈荒”地區(qū)轉(zhuǎn)移,推進(jìn)“沙戈荒”基地電能就地消納與開(kāi)發(fā)外送并舉。
原標(biāo)題:中國(guó)華能技術(shù)研究院郭小江:加強(qiáng)適應(yīng)“沙戈荒”基地的風(fēng)光儲(chǔ)綜合開(kāi)發(fā)技術(shù)研究