多能互补 一家火电企业的低碳转型实践
2024-01-08 09:29 [电力要闻] 来源于：经济参考报 作者：安路蒙
导读：在碳达峰、碳中和的大背景下，传统能源转型升级迫在眉睫。传统火电企业将走向何方？近日，国家首个利用既有火电通道打捆外送新能源多能互补项目蒙西托克托200万千瓦新能源外送项目，首批机组正式并网发电，标志着作为世界在役最大火电厂的大唐托克托发电公司
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在碳达峰、碳中和的大背景下，传统能源转型升级迫在眉睫。传统火电企业将走向何方？近日，国家首个利用既有火电通道打捆外送新能源多能互补项目——蒙西托克托200万千瓦新能源外送项目，首批机组正式并网发电，标志着作为世界在役最大火电厂的大唐托克托发电公司（下称“大唐托电”），实现由传统的火力发电向风、光、火多能互补转型。
火电厂转型“绿电厂”，火电角色从基荷电源向调峰电源转变，火电企业积极转向综合能源服务商……眼下，大唐托电正交出自己的低碳转型答卷。
绿色转型势在必行
电力是最主要的减碳行业，而火电又是我国目前能源结构中占比最大的能源形式。作为火电行业的“龙头”企业，大唐托电总装机672万千瓦，年供电量达300多亿千瓦时，是世界在役最大火力发电厂，供应着京津唐电网约四分之一的电力。
“双碳背景下，绿色低碳转型是火电企业的主题。”大唐托克托新能源事业部党委书记、执行董事王长庚表示，一方面火电作为基础电源支撑仍发挥着重要作用，也是国家电力安全的重要保障；另一方面火电的角色正在发生变化，逐步从基荷电源向调峰电源转变、从规模化向集约化转变、从经济型向高质量发展转变。
要适应新能源接入、支撑电网平稳升级，火电机组灵活性改造是前提基础。对此，内蒙古专门出台煤电灵活性改造行动计划，力争“十四五”期间完成3000万千瓦燃煤机组灵活性改造，新增系统调节能力300万千瓦左右。不过灵活性改造成本高昂，火电深度调峰运行还会带来发电量减少、经济效益下滑。
为解决上述问题，内蒙古的首创之举是鼓励火电厂自建新能源发电项目，实现火电和绿电的耦合发展，改变煤电和新能源零和博弈的对立关系，电厂的主体积极性被大大激发出来。大唐托电就是实践先行者，率先于2021年建设蒙西托克托外送200万千瓦风光项目，加快从传统煤电厂转型为既有煤电也有绿电的新型绿色电厂。
展开来说，该项目包含170万千瓦风力发电和30万千瓦光伏发电，是国内首个利用既有火电通道打捆外送新能源的多能互补项目，即把风光项目所发“绿电”，汇集到大唐托电现有的电力外送通道，送至京津唐电网，实现新能源项目送出线路投资零新增，并提高原有输电通道利用率。同时，依托大唐托电原有的火电机组庞大容量进行深度调峰，实现火电与新能源多能互补发电，确保打捆外送电力的平稳送出。
“绿电”进京成为现实
寒冬腊月，内蒙古高原北风冷冽。蒙西托克托外送200万千瓦风光项目和林格尔项目部施工现场依然在紧张施工中，一台台风力发电机拔地而起，一排排光伏板铺设整齐。
王长庚介绍，项目所在地气候多风干旱、日照充足，据测算4个风电场年均利用小时数均超过2100小时，光伏年均利用小时数在1500小时以上。随着近期该项目首批机组的并网发电，数百公里外的京津唐电网将进一步提升“绿电”比例，保障京津唐地区日益增长的电力需求。
踏勘选址、催盯供货、基础浇筑、风机吊装、静态调试，各环节有序衔接、齐头并进……170万千瓦风力发电项目采用大功率风机、总装机重量超520吨，吊装难度巨大，为确保项目进度，项目建设者们不断优化工序工艺，大大缩短了整机吊装时间。
“风机轮毂中心高107米，叶片长91米，扫风面积相当于3个足球场大，每旋转一周可以发出绿电10.4度。”现场工作人员介绍，一台风机每小时发电量接近1万度，够一个家庭用三四年。
在30万千瓦光伏项目中，大唐托电创新性采用“固定支架+柔性支架”建设，保证阵列满容铺设的同时提高土地利用率，并结合项目需求打破组件传统固定方式，实现了“上可发电、下可养殖”。据测算光伏板下可集中放牧10万余只羊，促进当地畜牧业规模化发展和乡村振兴。
该项目全容量投产后，每年可生产绿电41亿千瓦时以上，托电外送通道中绿电比例将达到15%。同时节约标煤超过143万吨，减少二氧化碳排放超过350万吨，将有力推动首都北京及内蒙古自治区尽快实现碳达峰、碳中和。
实现“风光火”打捆外送
蒙西托克托200万千瓦新能源外送项目创新利用煤电通道裕量开发新能源，开辟了一条新能源大规模开发的新路径。“为配合新能源项目建设，我们同步开展了10台机组灵活性改造，改造后1-8号机组最小技术出力能够达到20%额定容量，9、10号超超临界机组最小技术出力能够达到30%额定容量。为新能源外送释放了充足的调峰空间。”大唐托电总工程师郭洪义说。
500kV升压站工程是200万千瓦新能源外送项目的重要部分，承担着新能源项目整体接入送出的重大任务，是新能源打捆外送的核心枢纽。技术人员通过大量专题计算，解决了“风光火”联合送出的次同步谐振问题，顺利迎来设备联调联试，全面推动配套线路工程随主体工程同步投运。
“风光火”打捆外送作为一个新型的电力系统，在世界上也是规模最大、最复杂的输电系统，复杂性不言而喻。当前容量下的次同步谐振难题已被攻克，下一步大唐托电还需继续开展混合电力系统联合运行、电网安全稳定性研究、新型电力系统对新能源入网要求等科技创新与技术攻关，打造一套“本质安全型、电网友好型”风光火打捆外送项目示范。
内蒙古自治区能源局有关负责人表示，通过将内蒙古的绿色电力与火电打捆输送至京津唐电网负荷中心，区内清洁能源在更大范围内实现优化配置，并为存量火电送出通道利用率提升以及新能源规模化、集中化、基地化开发模式探索了宝贵经验。
（编辑：东北亚） |
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