核心觀點

德令哈塔式光熱電站發電量率先超過年度設計發電量，首先驗證了塔式光熱發電項目可以在我國西北高海拔、低溫、多風沙的惡劣環境下建成并成功運行。其次，電站的運行數據說明，我國自主研發的塔式光熱發電技術已經成熟，所采用的國產化聚光集熱系統和儲換熱系統等核心設備也是可靠的。

7月5日，浙江可勝技術股份有限公司（以下簡稱“可勝技術”）建設的青海中控德令哈50MW塔式熔鹽光熱電站（以下簡稱“德令哈光熱電站”）11個月發電量達到1.46億千瓦時，成為全國首個年發電量完全達到設計水平的光熱電站。根據預測，到8月5日，整個運行年度的發電量有望達到近1.6億千瓦時，將成為全球范圍內第一個超出年度設計發電量10%的塔式熔鹽儲能光熱電站。

德令哈光熱電站為何能優異運行？項目中有哪些經驗值得分享？該項目的技術應用對我國光熱行業的發展又將產生哪些影響？圍繞上述問題，記者采訪了可勝技術董事長兼總工程師金建祥。

快速達產的獨到之處在于技術

談及德令哈光熱電站如何做到快速達產，金建祥介紹，關鍵是技術因素，主要包括聚光集熱系統、儲換熱系統、汽輪發電系統等各個系統的設計匹配度，設備性能，設備可靠性，運行優化水平等多方面。以系統設計為例，光熱電站的聚光集熱系統、儲換熱系統和發電系統之間的集成是一項挑戰，不僅要做好各系統之間參數匹配，還有做好設備之間接口的合理設計，確保設計方案符合光熱發電的特點及運行模式。

“我們通過自主研發的塔式熔鹽光熱電站設計軟件，并結合已建成運行的德令哈10MW電站的運行數據，實現了電站聚光集熱、儲換熱和發電等多個系統的優化設計，以及各系統相互間的優化配置，有效提高了整個系統的運行效率。”金建祥表示，對塔式光熱發電系統而言，聚光集熱系統的性能是決定電站運行表現的最關鍵因素，而聚光精度直接決定著聚光集熱系統的效率，進而影響光熱電站的效率及發電量。

如何提高聚光精度？金建祥介紹，首先從定日鏡的機械結構設計與加工制造入手，保證定日鏡的機械精度；同時，鏡場的定期校正對保證聚光精度也非常重要，采用機器視覺的自動校正方案，校正效率比傳統的白板校正方案提高25倍，不僅大幅降低校正時間，更重要的是可以保證定日鏡的精度在全生命周期內始終維持在最佳水平。

“依托自主研發的鏡場控制系統，可實現大規模定日鏡場的集群控制，并與吸熱器控制系統深度耦合，在保證電站聚光集熱系統安全穩定運行的同時，大幅提升光資源利用率，提升電站發電量水平。”金建祥介紹，目前，其在聚光集熱系統的能力與水平得到了行業的廣泛認可，牽頭了IEC國際標準《太陽能光熱發電站鏡場控制系統》，并編制了《塔式太陽能光熱發電站集熱系統技術要求》、《塔式太陽能光熱發電站定日鏡技術要求》兩項國家標準。

消除光熱電站爬坡慢痛點

目前，國際上已投運的塔式光熱電站，自并網發電后往往有3-5年的性能提升期。國內光熱發電技術較國外起步較晚，通過國家示范項目的建設，目前已有5座大型塔式光熱電站并網發電，絕大多數處于消缺階段或性能快速提升期。

“我們從德令哈光熱電站中積累了豐富運行經驗，對于后續的塔式光熱發電項目有充分的信心，在18個月內即實現連續12個月累計發電量達到設計值的目標，從而改變光熱電站學習期長、產能爬坡慢的痛點。”金建祥表示。

據了解，德令哈光熱項目運行優化的關鍵點是，如何在有云天氣情況下，兼顧吸熱器的安全穩定運行與提高光資源利用率。德令哈電站場址一年有云天氣高達200天以上，影響電站的發電量。“我們自主研發的高精度鏡場控制系統，可迅速對全鏡場能量進行調度，實現來云情況下吸熱器表面能量均勻分布，不發生表面溫度巨變，盡量避免關場、疏鹽，從而實現對光資源的最大限度利用。”金建祥說，鏡場被云遮擋時，電站需要根據云的持續時間選擇最優的運行策略，而核心是對云的運行趨勢進行精準的預測。“為此，我們自主研發了云預測系統，具備云識別和云運動跟蹤功能，通過與鏡場控制系統的深度耦合，幫助操作人員選擇最佳運行策略，減少吸熱器的啟停次數，提高光資源利用率。”

塔式光熱電站發展前景廣闊

據悉，目前，在光熱發電的幾種技術路線中，已實現商業化的技術路線以塔式和槽式為主。我國已建成的大型光熱電站中，塔式技術路線約占60%,槽式技術約占28%，線性菲涅爾技術約占12%。我國中高緯度地區冬季太陽高度角較小，槽式采用單軸跟蹤形式，冬至的鏡場效率僅約為夏至的30%左右。塔式的定日鏡采用雙軸跟蹤形式，可減少太陽高度角變小帶來的余弦效率損失。

在金建祥看來，德令哈光熱電站投運以來，主要解決了冷鹽泵震動、吸熱屏堵管、汽輪機動靜摩擦等問題。對于塔式光熱電站整體而言，主要設備已經不存在“卡脖子”的難題。下一步的目標是推動熔鹽泵、吸熱器材料等進口設備材料的國產化，開展系統和設備優化，提高系統效率，提升光熱發電的經濟性。

金建祥認為，德令哈塔式光熱電站發電量率先超過年度設計發電量，首先驗證了塔式光熱發電項目可以在我國西北高海拔、低溫、多風沙的惡劣環境下建成并成功運行。其次，電站的運行數據說明我國自主研發的塔式光熱發電技術已經成熟，所采用的國產化聚光集熱系統和儲換熱系統等核心設備也是可靠的。