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摘要：东北地区风电弃风问题严重，火电机组运营遭遇困难，开展火电灵活性改造可有效解决这些问题。介绍了当前火电灵活性改造的政策背景，分析了锅炉富氧燃烧、高压电锅炉、汽机抽汽减温减压及储热罐等灵活性改造技术的特点，针对供热机组和纯凝机组，提出了灵活性改造整体解决方案，并进行经济性核算，改造方案能够确保机组在调峰工况下安全、稳定运行，并获得可观的调峰补助。
关键词：火电灵活性；调峰；富氧燃烧；高压电锅炉；汽机抽汽减温减压；储热罐。
（来源：微信公众号“清洁高效燃煤发电” 微信号：redianjishu 作者：赵晓燕）
1 当前新能源及火力发电发展的困境与对策
1．新能源消纳困境
近年来，风电等新能源持续快速发展的同时，2015年“三北”地区出现了严重的弃风现象，其弃风电量占全国弃风总量的80%。如何消纳弃风电量已成为制约我国风电发展的关键因素。
依据国家能源局《电力发展“十三五”规划》、《风电发展“十三五”规划》，到2020年，我国风电装机将达到2.1亿千瓦，“十三五”增加8100万千瓦，增长率达63%；太阳能发电装机将达到1.1亿千瓦，“十三五”增加6700万千瓦，增长率达156%；2020年以后，风电和光伏装机将进一步增加[-2]。
未来，受到多方面因素影响，风电和光伏的消纳形势将日趋严峻，主要原因如下:
（1）风光资源富集地区的风电和光伏的渗透率将进一步增加；
（2）随着产业结构调整，用电负荷峰谷差将增大；
（3）部分地区热电联产机组占比仍将持续增加，供热期调峰困难将加剧；
（4）“三北”地区调峰电源建设条件有限，灵活性电源仍将短缺；
破解风电消纳问题，可从提升电源调峰能力、调整风电布局、加强电网互济和负荷侧管理等多个方面采取措施。其中提升电源调峰能力的主要措施见表1。
东北地区火电比重近80%，快速灵活的调节电源较少，固有的电源结构，使系统调峰问题突出，不利于消纳风电。由于先天资源限制，在东北开展调峰燃气电站、抽水蓄能电站、储能电站均无法实现广泛应用，特别在冬季，火电供热期、水电枯水期、风电大发期相互叠加，导致调峰困难突出，弃风情况频出。为解决东北电网调峰的实际困难，应立即开展火电灵活性改造，通过技术手段提升火电机组的调峰能力，增加电网可灵活调节电源的比重。
2．现役火电机组面临困境
（1）近几年全国新增火电装机发展过快；
根据中电联的数据，2015年全年净增火电装机7202万千瓦(其中煤电5186万千瓦)，为2009年以来年度投产最多的一年。
（2）现役火电机组发电利用小时大幅下降；
全国实际火电的发电量连续两年负增长，利用小时2014~2016年逐年大幅下降。
（3）国家能源局下发特急文件叫停13个省的新建火电项目；
在2016年8月北京召开的一次能源研讨会上，一位能源学者更是抛出：“中国10年不建煤电项目也能满足电力增长需求”的言论。未来随着可再生能源的进一步发展和电力市场改革的推进，火电成为调峰机组是所有火电厂将要面临的常态。
3．国内现役机火电组深度调峰存在的问题
（1）锅炉低负荷稳燃和多煤种配煤掺烧的问题；
（2）低负荷时段SCR系统运行问题（催化剂活性与排放未达标问题）；
（3）现有汽机旁路满足不了热电解耦要求；
（4）热电联产机组以热定电，热电耦合，供热季电力调峰能力极差；
（5）没有电极锅炉和大型蓄热水罐等深度调峰外部辅助设备。
4．现役火电机组发展对策
一是近期来看，火电厂尽早开展灵活性改造，可以保证机组优先上网，规避分摊成本，并通过参与深度调峰获得可观的调峰补贴收入。
二是长远来看，新的电力供需环境在竞争性电力市场中，火电利用小时数将会长期保持在较低水平，部分火电基荷电源的角色将发生转变。火电厂需根据市场中的价格波动灵活调节出力，灵活性改造是大势所趋，有利于火电适应电力市场化进程。
三是随着风电、光伏发电等新能源发电大规模投产、并网，调峰缺口将迅速扩大，调峰补贴总额稳定增长，“蛋糕越来越大”，具备深度调峰能力的火力发电厂将率先受益。
