新能源发电厂的光伏储能与煤电联动发展

新能源发电厂的光伏储能与煤电联动发展

梁志鹏

130722199106101130

摘要：“双碳”的背景下，中国电力系统能源格局已出现重大巨变，通过建立以新能源发电为基础的新电力系统，为中国动力系统的整体提升奠定了基础，把清洁能源水平提高到了一个史无前例的新层次，以风能、光伏为首的清洁能源将出现新一轮爆发式成长。文章重点针对新能源发电厂的光电技术及传统煤炭燃料的储能联动前景和相关技术联合开发方法展开了分析探讨与研究，全面剖析并充分发挥各自优点，同时积极思考与新能源及储能技术联合开发的途径。以此为实现“双碳”发展助力，也为寻求传统燃料和新能源及储能技术的联手并提供发展思路。

关键词：新能源发电厂；光伏；煤电；联动发展

引言

光伏发电，是指使用太阳能光伏电池将太阳光照射直接转为能量的一种形式，使太阳光辐射能直接转化为能量。在未来十年内，中国清洁能源建设也将进入另一次高峰期，如此巨大的清洁新能源装机规模将给中国电力系统建设带来了前所未有的重要变化。但是当前，中国电力系统的电力构成主要仍由火电为主导，面对降碳战略，建设以清洁电力能源为基础的新能源电力系统并不意味着完全放弃传统火力发电，而是需要为清洁电源和火力发电系统的统筹建设提出了新的要求。

一、煤电发展现状及前景瞻望

近年来，虽然以风能、光伏为首的新能源发电技术发展得很快，但风能和光伏由于受到天气状况的影响与约束，机组输送出力虽然每时每刻都在变化，但却无法进行持久供应。也正是由于有了煤炭燃料发电机组作为坚强的技术后盾，这些没有了后顾之忧的新能源发电技术的发电机组的设备容量和占比，才得以实现节节的上升。但是，随着新能源发电机组并网容量的扩大，其输入出力的波动和间断性将更加突出，对电力系统中的冲击也将更加加剧。所以，应当采取相应方法处理新能源发电机组调峰调频和电压调节的问题。

目前，由于大容量储能技术并未完善，储能电池的生产水平还远远落后于清洁燃料的生产技术水平，而且，倍受重视的氢能发电技术也还只是处在示范推广阶段。考虑到实际应用的安全性、可靠性、稳定性，以及其对供电控制的灵活性。传统的煤炭燃料无疑是当前最好的选项。在未来相当长一个时间里，煤炭能源还会起到关键作用，角色会逐渐由主体能源转变为辅助能源。而目前煤炭能源担负起新时期赋予的全新任务，同时煤炭能源还将开拓格局。

二、煤电与光伏储能联动发展模式探索

站在新能源发电企业的视角，新能源发电虽然是一种新鲜事物、从整个电力系统的角度考虑，建设以清洁能源为主导的现代化新电力系统，发电公司应从现实问题入手，用开拓与宽容的心态继续开拓实践，努力找到与新能源发电企业和谐相处的新发展方向。

内涵式建设和外延式增长相结合，可达到内部与外部的“双减碳”。对内，煤电公司应全面发掘自身潜能，调动内部积极性，运用技术创新和结构改革提高发电机组的安全性、可靠性、经济效益；透过推进内部管理体制机制变革打破传统固化的发展模式，坚持集约化和精细化管理的经营思想，进行合理调配内部资源，降低内耗，增强企业内部竞争力，进而达到“内减碳”。对外开放，新能源发电企业要继续开拓创新，进行与新能源光伏发电及传统煤电发电储能的深入结合研究，合理高效利用能源，进而达到“外减碳”。

而新能源发电企业则要在不断前进中推动能源科技革命，适应新形势下企业的发展特点，加速变革发展，探寻多样的发展方向。比如从现实来看，发电厂多地处城市郊区，厂房内大多空间宽阔，在不危害工厂正常安全生产的前提下，可以利用工厂及生活范围的建筑物楼顶、停车位、煤场楼顶等地方，当建设分布式的网络结构光伏厂时，可以通过接入全厂的用电系统，就可以进行并网，将就地消纳后富余的电力上网，从而形成了一定的效益。

再如，发电厂可按照装机容量大小，按配比选择相应规格的备用存储，并建立存储电厂，与企业内燃料开发和分布式新能源光伏发电构成了优势互补的联合方式。由于燃料开发“源随荷动”，光伏开发“靠天吃饭”且在夜晚时缺乏输入的出力，当洁净能量接入系统容量占比进一步增加，新能源光伏发电的波动和间断性变化将造成供电侧的调频和尖峰压力增加，所以，新型供电系统势必要求发电企业具有深度调峰的灵活性。因此除了对风力发电设备的灵活性改造之外，在供电侧特别是在发电企业建立存储电厂，是解决这一状况的可行举措之一。

三、光伏发电与煤电储能联动发展优势凸显

新能源光伏与煤电发电之间决不存在“既生瑜何生亮”的关系，而恰恰相反，传统能源和新能源实际上是命运共同体。未来，随着中国新电改的逐步深入以及能源互联网时代的来临，按照不同地区电源和谐发展、多能互补的重大发展趋势，煤电和光伏等储能联合产业的优越性也会逐渐凸显。

当在新能源光伏发电厂内建筑楼顶的空余面积建设分布式光伏工程时，为充分利用空余面积，预计工程容量应超过分布式光伏允许的并网最大能力，并应依据现场状况，灵活性选用多点分散并网或集中式并网的模式，按照厂用配电变压器冗余容量和功率等级选取适当的站点，直接通过厂用配电网络进行并网。与传统需求侧分布式光伏投资相比，在高压并网的前提下，该方案将降低对整个升压变电所的投入。

发电企业人力资源广博，经长期生产工作经历的积淀，公司组织机构健全、人才配备完善，并在科技力量领域有着得天独厚的资源优势。相比于燃煤发电体系，光伏、储能系统属于单一体系，虽然工作原理各有不同，但在经过培训之后，发电厂人员比较容易就能了解和掌握。而联动光伏储能发展，不管在项目前期基础建设，或是在后期的推广、运营维护等环节，在人力资本层面，发电公司所要做到的就是统筹优化配置、科学合理配置发厂内的储备人才，并大大减少了人力资本投放。

在联动发展及光伏储能后期的管理运维阶段，发电企业将可发挥厂内科技和管理人才资源的优势，并采取组建管理运维工作专班、将光伏储能管理运维引入厂内对运维工作统筹管理等形式，以有效减少管理运维成本。可依据国家发电厂管理与运维规范，形成完备的光伏发电及储能系统，采用精细化管理方式，在降低管理运维成本的情况下，长期保证最高运维品质。

四、结论

碳达峰、碳中和是一个漫长、错综复杂和系统化的发展过程，“十四五”是我国实施碳达峰的重要期、窗口期，我国清洁燃料的高速增长必须正确的战略部署和健全的政策法规制度保证。另外，动力系统企业的物流管理系统也从现实出发，全面剖析并充分发挥各自优点，积极探索与传统新能源及储能技术互动开发的新道路。发电企业通过与传统光伏发电储能技术的互动开发，可以显著减少企业用电量、提高资源效率与设备可靠性，既为实施“双碳”的战略助力，又为进一步探索传统能源企业与新能源及储能技术的携手并进指明了思路。