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12月27日，在由CSPPLAZA光熱發(fā)電平臺、北京首航艾啟威節(jié)能技術股份有限公司、敦煌市人民政府聯(lián)合主辦的2019年中國光熱發(fā)電市場形勢與應對策略峰會暨CSPPLAZA2019新年會上，中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司設計總工程師袁亞洲就《敦煌市光熱光伏協(xié)同示范基地規(guī)劃》編制情況作了介紹。
袁亞洲稱，“甘肅電網(wǎng)新能源裝機規(guī)模較大，電網(wǎng)調(diào)峰容量不足，新能源棄電情況較為嚴重。光熱光伏協(xié)同發(fā)展，光熱電站一方面可以在光伏大發(fā)時段儲存熱量，為光伏發(fā)電調(diào)峰，此外，還可以在風電大發(fā)時段為網(wǎng)內(nèi)風電調(diào)峰、降低甘肅主網(wǎng)的調(diào)峰壓力。”
據(jù)了解，該規(guī)劃是在《甘肅省敦煌市550萬千瓦光電產(chǎn)業(yè)園總體規(guī)劃（2010-2020年）》（修編稿）基礎上進行的規(guī)劃，原光電產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃太陽能發(fā)電總裝機容量5500MW，其中光伏發(fā)電裝機容量5000MW、太陽能熱發(fā)電裝機容量500MW。敦煌市2017年限電棄光率約為20%，為解決限電棄光問題，本規(guī)劃重點重新規(guī)劃了太陽能熱發(fā)電的體量和布局，加大了太陽能熱發(fā)電的占比，將太陽能熱發(fā)電裝機容量提升為2200MW。
根據(jù)電量平衡結(jié)果，光熱光伏協(xié)調(diào)發(fā)展后，不僅可以100%滿足敦煌新能源電量需求，還可以高比例穩(wěn)定地外送新能源電力。2020年、2025年、2030年分別可送出新能源電量9.3億千瓦時、29.3億千瓦時、68億千瓦時。
▲ 袁亞洲
更多精彩內(nèi)容，請閱讀下面刊出的袁亞洲的發(fā)言全文（注：本文根據(jù)速記和錄音資料整理，未經(jīng)嘉賓本人審閱，可能存在紕漏，僅供參考）：
各位領導、各位來賓下午好，下面我把敦煌市光熱光伏協(xié)同示范基地規(guī)劃情況做一個簡要匯報。匯報主要內(nèi)容，一、編制依據(jù)和原則；二、建設條件分析； 三、總體規(guī)劃方案； 四、光熱光伏協(xié)同消納方案初步構想。
敦煌市光熱光伏協(xié)同示范基地位于甘肅省敦煌市七里鎮(zhèn)境內(nèi)，東北距敦煌市約13km，南距215國道約1.5km，場址范圍東經(jīng)94°11′～94°26′、北緯39°58′～40°5′之間，占地面積約254平方公里，規(guī)劃總裝機4200MW。其中光熱規(guī)劃區(qū)占地面積約172.25km²，規(guī)劃光熱裝機容量2200MW。
敦煌市光熱光伏協(xié)同示范基地規(guī)劃是在《甘肅省敦煌市550萬千瓦光電產(chǎn)業(yè)園總體規(guī)劃（2010-2020年）》（修編稿）基礎上進行的規(guī)劃，原光電產(chǎn)業(yè)園規(guī)劃太陽能發(fā)電總裝機容量5500MW，其中光伏發(fā)電裝機容量5000MW、太陽能熱發(fā)電裝機容量500MW。敦煌市2017年限電棄光率約為20%，為解決限電棄光問題，本規(guī)劃重點重新規(guī)劃了太陽能熱發(fā)電的體量和布局，加大了太陽能熱發(fā)電的占比。本規(guī)劃太陽能熱發(fā)電裝機容量為2200MW，目前已建成投產(chǎn)10MW，在建150MW（12月27日數(shù)據(jù)，目前首航敦煌100MW塔式光熱項目已投運）；光伏發(fā)電裝機容量調(diào)整為2000MW，目前已建成投產(chǎn)822.28MW，在建149MW。
這是我們園區(qū)地理位置圖，這個位置在敦煌西南約13公里處，這是光電產(chǎn)業(yè)園，這是我們協(xié)同示范基地。
1、編制依據(jù)和原則
編制依據(jù)和原則，主要是前面說了，第八個主要是甘肅省敦煌市550萬千瓦光電產(chǎn)業(yè)園總體規(guī)劃，這個是2010年編制的。第九條是《國家能源局關于敦煌、日喀則、揚中創(chuàng)建高比例新能源示范城市的復函》。
基本原則：1.集約開發(fā)、合理布局；2. 環(huán)保節(jié)水、技術先進；3. 統(tǒng)籌兼顧、平衡發(fā)展。
規(guī)劃范圍，這個規(guī)劃重點是規(guī)劃了光熱的規(guī)劃，約172范圍。光伏還是沿用以前的規(guī)劃。規(guī)劃內(nèi)容包括園區(qū)規(guī)劃目標、資源條件、總體規(guī)劃方案、規(guī)劃容量及接入系統(tǒng)方案、開發(fā)時序等。
規(guī)劃時段，本規(guī)劃的基準年份為2018年，規(guī)劃時段為一期2017年～2020年，二期2021年～2025年，三期2026年～2030年。
規(guī)劃目標，實施完成2200MW規(guī)模太陽能熱發(fā)電基地開發(fā)地塊的劃分、公共交通的設置、電纜走廊、供水管網(wǎng)、330kV匯集站等基礎設施的布局；并滿足多家開發(fā)建設單位同步建設實施的要求。
2、建設條件分析
區(qū)位條件
敦煌位于甘肅省河西走廊最西端，地處甘肅、青海、新疆三?。▍^(qū)）交匯處，南有祁連山，北有馬鬃山，東、西兩面為戈壁沙漠，平均海拔1139米，形成了南北高、中間低、自西向東北傾斜的盆地平原地勢。全市總面積3.12萬平方公里，其中綠洲面積1400平方公里，僅占總面積的4.5％，且被沙漠戈壁包圍，故有“戈壁綠洲”之稱。截至2016年，敦煌市下轄9個鎮(zhèn)，總?cè)丝?8.94萬人。2017年，敦煌市實現(xiàn)地區(qū)生產(chǎn)總值100.93億元。
太陽能資源條件
根據(jù)現(xiàn)階段收集到鄰近測光站位置處Solargis法向直接輻射量數(shù)據(jù)，結(jié)合實測一年直接輻射量進行修正，修正后站址處Solargis法向直接輻射量多年平均為1805.2kWh/m²，多年平均總輻射量為1689.5kWh/m² ，多年平均日照時數(shù)為3338h，多年平均日照百分率為75.3%。根據(jù)中國電力行業(yè)標準《DL/T 5158-2012太陽能資源評估方法》，站址區(qū)域?qū)儆谔柲苜Y源較豐富帶，適宜規(guī)模建設太陽能熱發(fā)電工程。
水資源條件
從現(xiàn)狀供需平衡上看，敦煌市總用水量3.94億m³，其中灌溉用水3.75億m³，工業(yè)用水872萬m³ 3 ，生活用水990萬m³，總用水中地表水2.6億m³，地下水1.34億m³。“引哈濟黨”工程實施以后，黨河水庫多年平均入庫徑流量將達到4.18億m³，實際地表水可供水量可達到3.76億m³。光熱電站規(guī)劃總?cè)萘?200MW，所需總水量約為356.4萬m³/a，所需水量占黨河地表水可供水量的很小一部分，本區(qū)域水資源可滿足光熱電站需要。
土地資源條件
光熱規(guī)劃區(qū)位于敦煌市七里鎮(zhèn)西光電產(chǎn)業(yè)園區(qū)內(nèi)，占地面積約172.25km² ，屬祁連山山前洪積扇基礎上形成的戈壁平原地貌。廠區(qū)地形平坦、地勢開闊，呈西南高、東北低，由西南向東北微傾態(tài)勢，局部略有起伏，自然坡降約1％。地表無植被分布，為戈壁荒灘，均為國有未利用土地。本次規(guī)劃的光熱產(chǎn)業(yè)區(qū)不占農(nóng)田及林、草地，均利用戈壁荒漠，地勢開闊、平緩，能夠滿足太陽能熱發(fā)電所需土地需求，土地開發(fā)成本低，為理想的光熱項目場地。
水文條件
規(guī)劃區(qū)域不受黨河水庫潰壩洪水影響，也不受黨河水庫最大下泄洪水流量的影響。規(guī)劃區(qū)域地形大致由西南向東北傾斜，受南側(cè)和西側(cè)坡面洪水影響，建議統(tǒng)一規(guī)劃防洪措施。
上圖是園區(qū)的地形地貌。這個圖中亮的是首航10MW，已經(jīng)建成的光熱電站，這個大的是已經(jīng)并網(wǎng)的首航100MW光熱電站，這些是已經(jīng)建成的80多萬光伏電站，從東向西，這條路是我們規(guī)劃的，已經(jīng)建成硬化的，我們主要是以這表路為主流，從東向西擴建，這個地勢非常平坦，全是戈壁灘，如果任何植被。這個位置是黨河水庫，距光熱電站20多公里，是在西南角。
地質(zhì)條件
根據(jù)場地地層分布情況，規(guī)劃區(qū)內(nèi)地層巖性自上而下分別為風積細砂層及沖洪積圓礫層和卵石層，承載力高，分布廣，厚度較大，工程性能較好，總體可考慮采用天然地基。
輔助燃料供應條件
敦煌市天然氣由青海油田澀北氣田和南八仙氣田引入，澀-仙-敦輸氣管線全長345.6km，設計年輸氣能力3億m³（若設立中間加壓站，最大年輸氣能力可達4億m³）。根據(jù)敦煌市和青海石油公司簽訂的天然氣供氣協(xié)議，目前年用氣量只有1.03億m³，僅占設計輸入量的34%，天然氣可利用的空間非常巨大。光電產(chǎn)業(yè)園區(qū)南側(cè)順著敦煌鐵路、國道G215布置有天然氣管道等地下管線，規(guī)劃光熱電站擬從其管道合適位置進行引接。
電網(wǎng)建設條件
為了提高河西走廊750kV電網(wǎng)輸電能力、緩解網(wǎng)架瓶頸、利于甘肅河西（尤其是嘉酒地區(qū)）大規(guī)模新能源電力送至西北主網(wǎng)消納，河西電網(wǎng)目前正在加強750kV主網(wǎng)架結(jié)構。750kV河西電網(wǎng)加強工程的建設可提升河西走廊750kV電網(wǎng)輸電能力，可解除2020年河西大規(guī)模新能源電力向西北主網(wǎng)送出的網(wǎng)架約束，有利于風電、太陽能發(fā)電等新能源的送出消納；并且河西750kV主網(wǎng)架的加強有利于抑制酒泉地區(qū)風機暫態(tài)壓升，對提高祁韶直流送電能力具有積極的作用。750kV河西電網(wǎng)加強工程起點750kV敦煌變電站，經(jīng)750kV莫高變電站、酒泉變電站、張掖變電站、河西變電站，落點750kV白銀變電站。
右邊這張圖是我們河西電網(wǎng)加強工程的示意圖。1是新建750kV敦煌～莫高第3回線路。2是新建750kV莫高～酒泉第3回線路。3是新建750kV酒泉～張掖單回線路。4是新建750kV河西～白銀單回線路。
750kV河西電網(wǎng)加強工程已于今年9月開工建設，計劃于2019年建成運行。屆時，河西走廊750kV電網(wǎng)西向東輸電能力將由560萬千瓦提高到800萬瓦。
交通運輸條件
敦煌境內(nèi)主要公路為國道215、國道312、省道302、省道305、省道314等。敦煌市境內(nèi)公路是通往新疆、西藏、青海的重要交通運輸紐帶。正在建設的敦煌至格爾木鐵路計劃2019年上半年全線開通。國道215在園區(qū)以南約1.5km東西通過，雅丹公路緊鄰園區(qū)西側(cè)，東南至西北向通過。園區(qū)范圍內(nèi)有已建成道路通過，交通便利。
這張圖是我們一個簡單的建設條件的示意圖，這是215國道，我們園區(qū)的緯一路，這是主路，從這兒到這兒的東部，已全部硬化建成。緯一路是連到215國道。
加上整個的基地的送出，有四座，直接送到304直接送出接入是非常方便的。沿著215國，青海至敦煌的過程當中，主管線就在這兒。所以引進也非常方便。
3、協(xié)同示范基地光熱規(guī)劃區(qū)總體規(guī)劃方案
由于園區(qū)用地受不規(guī)則邊界約束，且園區(qū)東北部首航塔式光熱10MW項目已經(jīng)建成，大成科技線性菲涅爾50MW及首航塔式光熱100MW項目已經(jīng)在建，緯一路東段已建成，各項配套條件較好。以緯一路位置為主軸，園區(qū)按照塔式、槽式和線性菲涅爾三種光熱發(fā)電的常見形式從東向西擴建。
▲ 敦煌市光熱光伏協(xié)同示范基地規(guī)劃
這張圖是我們總體規(guī)劃圖，這個位置是我們已經(jīng)建成的首航10MW塔式電站，下面就是首航100MW，這塊是大成的在建的50MW，橙色的規(guī)劃的是塔式電站，藍色的是槽式電站，綠色的是線性菲涅耳。我們規(guī)劃的一期塔式是300MW， 線聚焦式是200MW，合計是500MW。二期塔式200MW，線聚焦式400MW，合計總共是600MW。三期塔式是200MW，線聚焦式是900MW，合計總共1100MW。我們總共光熱規(guī)劃區(qū)塔式是700MW，線聚焦式是1500MW。總共是2200MW。規(guī)劃光熱區(qū)是布置兩座匯集站，這個位置一座，這個位置一座，接到沙洲750kv變電站，道路是緯一路，已經(jīng)建成了。從國道215可以直接開到這條路，交通非常方便，已經(jīng)做了大量工作，包括園區(qū)的用水等等，這個園區(qū)相對來說是一個比較成熟的園區(qū)。
4、光熱光伏協(xié)同消納方案初步構想
光熱電站調(diào)峰可考慮降出力運行調(diào)峰和啟停調(diào)峰兩種方式。機組降出力運行調(diào)峰與啟停調(diào)峰相比，機組20%出力運行時間在8小時以內(nèi)，降出力調(diào)峰經(jīng)濟性優(yōu)于啟停調(diào)峰；大于8小時啟停調(diào)峰經(jīng)濟性更好。因此在光熱電站不棄光的條件下，如果光伏、風電大發(fā)持續(xù)時間較短，宜采取降出力運行方式調(diào)峰，如果光伏、風電大發(fā)持續(xù)時段較長宜采取啟停調(diào)峰方式。
右圖為光伏、光熱協(xié)同運行的典型日運行方式。上圖為在光資源好的典型日，光熱光伏同時大發(fā)。在光伏大發(fā)時，光熱降至最小出力但未停機。我們看右邊這張圖，淺顏色的是光熱出力，深顏色的是光伏出力，藍色代表棄光時段，在13點到16點，光伏是大發(fā)，光熱出力降到最低，并且中午13點到15點，是有棄光發(fā)生的，這個是不利于光熱的經(jīng)濟性的，從16點以后，光伏出力逐漸降低，光熱出力逐漸加大，到21點光熱滿發(fā)，一直到第二天凌晨6點。
下圖為在光資源一般的典型日，光伏發(fā)電時，光熱不出力，晚高峰時光熱發(fā)電，光伏光熱二者協(xié)同運行錯峰發(fā)電。從早上8點到晚上21點，全是光伏發(fā)電，光熱不發(fā)電，晚上11點到凌晨一點，光熱發(fā)電。
甘肅電網(wǎng)年負荷變化規(guī)律是冬季的10月份、11月份、12月份和農(nóng)灌季節(jié)的5月份、6月份、7月份負荷較高，其它月份負荷較低。全年最大負荷多發(fā)生在11月份，最小負荷主要在9月份。
甘肅電網(wǎng)日負荷變化規(guī)律通常有冬季、夏季、農(nóng)灌季節(jié)等幾種典型情況。一天之中的負荷變化，典型日均有兩個高峰，即早高峰和晚高峰，目前仍以晚高峰負荷最大。冬季日最高負荷出現(xiàn)在19點，最低負荷出現(xiàn)在4點；夏季日最高負荷出現(xiàn)在21點，最低負荷出現(xiàn)在4點。
這張表是甘肅電網(wǎng)日負荷特性，夏季和冬季最小負荷都是在凌晨4點，負荷率0.799、0.794。最高負荷夏季是在21點，冬季是在19點。
甘肅電網(wǎng)冬季大負荷日典型曲線如右圖所示，根據(jù)典型曲線可知，最大負荷出現(xiàn)在19點，負荷系數(shù)為1，此時光伏電站均已無出力，光熱電站的最大發(fā)電能力決定示范基地的供電能力；根據(jù)光伏電站的發(fā)電特性，光伏大發(fā)的時刻為13點至14點，對應負荷曲線的腰負荷方式，負荷系數(shù)為0.874，考慮光伏大發(fā)時光熱停機為光伏調(diào)峰，則此時按腰方式負荷系數(shù)確定的光伏裝機規(guī)模即為可協(xié)調(diào)運行的規(guī)模。
根據(jù)以上條件確定光伏協(xié)同規(guī)模后，光伏電站可在不給甘肅主網(wǎng)帶來調(diào)峰壓力的前提下與光熱協(xié)調(diào)運行，即示范基地的發(fā)電出力可跟隨甘肅主網(wǎng)的日負荷變化相應調(diào)節(jié)并保持趨勢一致。
按照如下原則進行協(xié)同規(guī)模分析與電量平衡：
1. 光熱電站在提供電量的同時，作為光伏的調(diào)峰電源，通過降出力、啟停等方式調(diào)峰，降低峰谷差，減少棄電，調(diào)峰能力按100%考慮。
2. 考慮光伏分布特性及部分遮蔽效應，光伏大發(fā)的同時率按照0.9考慮。
3. 光熱發(fā)電的年利用小時數(shù)按照3500小時考慮。
4. 光伏發(fā)電的年利用小時數(shù)按照1400小時考慮。
5. 敦煌市 “十四五”、“十五五”電量年增長率按10%計算。
根據(jù)以上原則，協(xié)同配置光伏容量如表一所示，電量平衡如表2所示。表一是可以協(xié)同運行的光伏的規(guī)模，第一行是我們光熱電源規(guī)劃裝機，2020年是50萬千瓦，2025年是110萬千瓦，2030年是220萬千瓦。光熱電源調(diào)峰能力，按照我們前面定的原則，百分之百調(diào)峰，那么調(diào)峰能力和規(guī)劃裝機容量是一致的，2020年是50萬千瓦，2025年是110萬千瓦，2030年是220萬千瓦。按照以上原則，匹配的，可以協(xié)同運行的光伏裝機，在2020年是49萬，我們現(xiàn)在已經(jīng)建成了87萬了，2025年是達到107萬，到2030年是214萬，我們規(guī)劃光伏裝機是200萬，所以這個是符合我們的規(guī)劃的。表2是協(xié)同運行電量平衡表。
到2020年，發(fā)電量光熱光伏總的發(fā)電的合計達到24.3億千瓦時，內(nèi)需用量15億，可外送9.3億，可外送占38%。到2025年，光伏光熱總的發(fā)電量是53.5億千瓦時，敦煌市內(nèi)需是24億千瓦時，可外送是29.3億千瓦時，外送占55%。到了2030年，協(xié)同示范基地總發(fā)電量合計達到106.9億千瓦時，敦煌市內(nèi)需是39億千瓦時，可外送電量是68億，外送占64%。
根據(jù)協(xié)同運行光伏規(guī)模表及電量平衡表結(jié)果可知，在2020年的光熱裝機規(guī)模下，可協(xié)同運行的光伏規(guī)模為49萬千瓦，在滿足敦煌市100%電量需求的基礎上，還可提供9.3億千瓦時的電量外送，占總發(fā)電量的38%。2025年至2030年均可100%滿足敦煌市電量需求，可協(xié)同運行的光伏規(guī)模以及外送電量占比逐年提高。2020年至2030年示范基地發(fā)電量如下圖所示。
小結(jié)：
光伏光熱協(xié)同運行可以通過光熱電站的調(diào)節(jié)作用，最大限度減少基地內(nèi)光伏大發(fā)時段的棄電，在光伏停發(fā)時利用儲存的熱量進行發(fā)電，為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的電能。甘肅電網(wǎng)新能源裝機規(guī)模較大，電網(wǎng)調(diào)峰容量不足，新能源棄電情況較為嚴重。光熱光伏協(xié)同發(fā)展，光熱電站一方面可以在光伏大發(fā)時段儲存熱量，為光伏發(fā)電調(diào)峰，另一方面可以在大負荷時發(fā)電，減少火電開機。此外，還可以在風電大發(fā)時段為網(wǎng)內(nèi)風電調(diào)峰、降低甘肅主網(wǎng)的調(diào)峰壓力，高比例穩(wěn)定地送出新能源電量。根據(jù)電量平衡結(jié)果，光熱光伏協(xié)調(diào)發(fā)展后，能夠100%滿足敦煌新能源電量需求。2020年、2025年、2030年分別可送出新能源電量9.3億千瓦時、29.3億千瓦時、68億千瓦時。根據(jù)基地規(guī)劃，新建電源可根據(jù)建設時序考慮接入方案，前期以110kV匯集或直接接入附近330kV變電站110kV側(cè)，遠期可建設330kV匯集站，通過330kV線路將基地新能源并入河西主網(wǎng)消納。
▲ 送出方案構想圖
我匯報就這么多，謝謝大家。
原標題：詳解敦煌4.2GW光熱光伏協(xié)同示范基地規(guī)劃
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