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華北電力大學(xué)校長(zhǎng)、中電聯(lián)副理事長(zhǎng)、新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任、國(guó)家973項(xiàng)目首席科學(xué)家劉吉臻就“新能源電力系統(tǒng)當(dāng)中燃煤發(fā)電的功能、定位與作用”問(wèn)題在昨日(7.3)舉辦的“2013中國(guó)清潔電力峰會(huì)暨中國(guó)國(guó)際清潔能源博覽會(huì)”分論壇“清潔發(fā)電高峰論壇”上發(fā)表演講，以下是他的演講內(nèi)容。
各位嘉賓，剛才聽了大家的精彩發(fā)言深受啟發(fā)，我是來(lái)自大學(xué)的，大學(xué)應(yīng)該更少一些公立，更多一些客觀，主要是站在科學(xué)和技術(shù)的家度審視一些問(wèn)題，今天我想講的題目是新能源電力系統(tǒng)當(dāng)中燃煤發(fā)電的功能、定位與作用，大家也談到了新能源和傳統(tǒng)能源之間的關(guān)系。
從我們國(guó)家乃至世界對(duì)新能源的認(rèn)識(shí)來(lái)看，已經(jīng)形成共識(shí)了，我們通常講2020年歐洲的三個(gè)20%和美國(guó)2025年25%以及我們國(guó)家2020年所作出的規(guī)劃，已經(jīng)是行動(dòng)綱領(lǐng)和決策。我要強(qiáng)調(diào)的是，人類正在進(jìn)入一個(gè)混合能源時(shí)代，我們還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有進(jìn)入一個(gè)新能源的時(shí)代，也就是說(shuō)在今后很長(zhǎng)的時(shí)間之內(nèi)，傳統(tǒng)的化石能源和新能源將是一個(gè)共存的時(shí)代，現(xiàn)在我們有時(shí)候看到化石能源帶來(lái)的問(wèn)題，一談就是霧霾、污染、短缺等等，在今后很長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)，我們還將仍然是以傳統(tǒng)化石能源為主導(dǎo)的時(shí)代，到2050年，傳統(tǒng)化石能源在能源結(jié)構(gòu)中的比例應(yīng)該有所下降，風(fēng)電、核電等等這些能源的比例會(huì)有所上升，我特別強(qiáng)調(diào)混合能源時(shí)代，如果我們對(duì)問(wèn)題沒(méi)有一個(gè)客觀、全面的認(rèn)識(shí)，必然導(dǎo)致問(wèn)題的片面性。我們必然要把開發(fā)利用新能源作為當(dāng)前非常重要的任務(wù)，但是，我們絲毫不能忽視了對(duì)傳統(tǒng)化石能源的清潔、高效的利用，我們給出一個(gè)命題，新能源電力的開發(fā)利用和傳統(tǒng)能源新技術(shù)都是我們面臨的課題。
現(xiàn)在存在的問(wèn)題是：人們對(duì)新能源電力的開發(fā)利用的認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有到位，恕我直言，包括現(xiàn)在我們所談的很多問(wèn)題和思維還是以對(duì)待傳統(tǒng)化石能源的思維模式、技術(shù)以及方式來(lái)對(duì)待新能源。在剛剛起步的過(guò)程中，已經(jīng)遇到了一系列的問(wèn)題，包括新能源的生產(chǎn)問(wèn)題、傳輸問(wèn)題、并網(wǎng)問(wèn)題、消納問(wèn)題，歸根到底，為什么問(wèn)題這么多?還是拿著面對(duì)傳統(tǒng)化石能源的方式和技術(shù)來(lái)對(duì)待新能源，新能源的開發(fā)利用應(yīng)當(dāng)是一個(gè)整體的解決方案，我們給出“三個(gè)響應(yīng)”，一是電源，二是電網(wǎng)，三是負(fù)荷。以電源為例，包括開發(fā)先進(jìn)的新能源發(fā)電技術(shù)，特別強(qiáng)調(diào)了多能源的互補(bǔ)，以及大型火電機(jī)組的深度調(diào)峰，以及新興電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及先進(jìn)輸電方式，在負(fù)荷響應(yīng)方面，就地消納與大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)。
2011年科技部批準(zhǔn)華北電力大學(xué)建設(shè)我們國(guó)家第一個(gè)新能源電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，首次提出關(guān)于新能源電力系統(tǒng)的概念和定義，新能源電力系統(tǒng)是指當(dāng)大量以風(fēng)電、太陽(yáng)能這樣的能源進(jìn)入電力系統(tǒng)之后所形成的新一代的電力系統(tǒng)。
為什么說(shuō)是新能源電力系統(tǒng)呢?電力系統(tǒng)的本質(zhì)是使得發(fā)電的輸出功率通過(guò)電網(wǎng)來(lái)滿足隨機(jī)不確定的用戶的需求，保證電網(wǎng)的平衡與穩(wěn)定，當(dāng)大規(guī)模的強(qiáng)隨機(jī)波動(dòng)的能源進(jìn)入系統(tǒng)之后，這個(gè)系統(tǒng)既要面對(duì)隨機(jī)不確定的用戶，也要面對(duì)隨機(jī)不確定的發(fā)電單元，我們有時(shí)候稱之為雙隨機(jī)過(guò)程的系統(tǒng)，這樣的系統(tǒng)的分析、控制、運(yùn)行和傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)將產(chǎn)生本質(zhì)的差異。為此，我們首先應(yīng)當(dāng)對(duì)新的系統(tǒng)的本質(zhì)特征有一個(gè)充分的認(rèn)識(shí)。
為什么一開始要強(qiáng)調(diào)混合能源時(shí)代呢?以風(fēng)電為例，它的波動(dòng)性是它的一個(gè)固有的特征，不同于水電、火電，但是這么一個(gè)波動(dòng)性的能源還要用，用戶又不希望也不允許波動(dòng)，那怎么辦?用什么能源補(bǔ)充呢?你有我少，你沒(méi)有我多一些，要想用隨機(jī)波動(dòng)的新能源，用什么來(lái)承擔(dān)這個(gè)責(zé)任呢?看看我們的能源結(jié)構(gòu)，我們是以燃煤為主的國(guó)家，我們國(guó)家煤電占66.2%，美國(guó)有46.4%是油氣電源，德國(guó)有25%，中國(guó)只有3.3%，能夠彌補(bǔ)風(fēng)電波動(dòng)性的電源在我們國(guó)家只能在火電上打主意，否則沒(méi)有出路，在美國(guó)是油氣，德國(guó)也是這樣，這就是現(xiàn)在亟待解決的問(wèn)題，比較令人擔(dān)憂的是現(xiàn)在國(guó)內(nèi)、企業(yè)、政府都把大規(guī)模風(fēng)電不能入網(wǎng)歸結(jié)為傳輸問(wèn)題、電價(jià)問(wèn)題、調(diào)度問(wèn)題，其實(shí)是絕對(duì)的誤區(qū)，電價(jià)問(wèn)題一夜之間可以解決，傳輸問(wèn)題一條線路架起來(lái)也是容易的，但是到那一天仍然不可能，新疆河西走廊一個(gè)隨機(jī)波動(dòng)的一千萬(wàn)容量怎么送到江蘇使用，最核心的問(wèn)題是認(rèn)識(shí)風(fēng)能、太陽(yáng)能基本特征，然后找到相應(yīng)的互補(bǔ)的方式。
風(fēng)電是有規(guī)律的，新能源電力隨地域、季節(jié)以及晝夜的變化具有明顯的波動(dòng)性，且在同一時(shí)間尺度下，隨機(jī)組數(shù)量的增加，這種流動(dòng)性逐漸減小。我們可以做一些深入的分析，風(fēng)電廠的輸出功率，一分鐘的變化量大概在裝機(jī)容量的3%之內(nèi)�；痣娋哂凶銐虻淖児β士刂频哪芰�，而且保證經(jīng)濟(jì)性、環(huán)境性，我們給出一個(gè)結(jié)論，火力發(fā)電從理論上和能力上具有補(bǔ)償風(fēng)電機(jī)組的能力和潛力，這也是我們對(duì)風(fēng)電和火電做的理論分析。最近以來(lái)為了增加火電機(jī)組的可調(diào)度性，也是為了更好的接納風(fēng)電，國(guó)家電網(wǎng)出臺(tái)了對(duì)火電機(jī)組調(diào)度的兩個(gè)細(xì)則，作為重要的考核。
過(guò)去我們只是把火電機(jī)組看作是電源，現(xiàn)在在混合能源的時(shí)代，我們就要把它看作既是發(fā)電單元，同時(shí)也是電網(wǎng)當(dāng)中可以調(diào)度的一個(gè)電源，我們提出了一個(gè)概念，發(fā)電單元的可調(diào)度性，過(guò)去我們講的是容量、電量，現(xiàn)在提出還應(yīng)該有可調(diào)度容量和可調(diào)度電量，比如核電，有容量、電量，一般核電不用它調(diào)峰，水電可調(diào)度好，風(fēng)電可調(diào)度性很差。提高火電機(jī)組控制的水平，可以提升火力發(fā)電可調(diào)度的容量，在傳統(tǒng)方式的基礎(chǔ)之上，其實(shí)還可以通過(guò)對(duì)火電機(jī)組的凝結(jié)水的控制、冷端的控制、供熱抽氣的控制大大提升火電機(jī)組調(diào)度的快速性。
供熱機(jī)組，從靜態(tài)來(lái)看，要保證供熱，但是由于熱網(wǎng)系統(tǒng)有著很大的熱容量，通過(guò)對(duì)供熱抽氣的控制，能夠大大的提升火電機(jī)組快速變負(fù)荷的能力。
循環(huán)流化床，循環(huán)流化床火力發(fā)電機(jī)組在我們國(guó)家發(fā)展很快，第一臺(tái)超臨界600兆瓦循環(huán)流化床機(jī)組投入運(yùn)行，循環(huán)流化床技術(shù)非常好，可以燒劣質(zhì)燃料，在30%負(fù)荷不脫硫仍然能夠穩(wěn)定燃燒，當(dāng)然還有環(huán)保型，NOx排放也要少的多，比如在風(fēng)電區(qū)域，大量的安裝一部分類似于循環(huán)流化床機(jī)組這樣的火電機(jī)組，就能夠擔(dān)當(dāng)起調(diào)蓄風(fēng)電的重任。廠級(jí)的負(fù)荷優(yōu)化分配，過(guò)去廠級(jí)負(fù)荷優(yōu)化分配搞了多少年，但是我也不知道什么原因，在電網(wǎng)公司那兒一直就反對(duì)這個(gè)事情，一個(gè)火電廠比如有6臺(tái)機(jī)組，現(xiàn)在變6萬(wàn)負(fù)荷，現(xiàn)在的方式是A、B、C自調(diào)，可能調(diào)兩臺(tái)機(jī)組，廠級(jí)負(fù)荷，可能6萬(wàn)負(fù)荷6個(gè)機(jī)組分擔(dān)，每個(gè)機(jī)組變1萬(wàn)，這當(dāng)然很好，現(xiàn)在還沒(méi)有建立起火電廠廠級(jí)負(fù)荷調(diào)度機(jī)制。當(dāng)然，電網(wǎng)調(diào)度也有一系列傳統(tǒng)方式。
隨著網(wǎng)絡(luò)化和網(wǎng)絡(luò)控制技術(shù)的發(fā)展，完全可以在一定的區(qū)域范
