随着三北地区风光大基地加速建设,电网对火电灵活性改造的需求正在从“要不要改”转向“改多深、改多快”。核心变化在于:下游调峰需求从以容量为主转向“深度调峰+快速响应”并重,火电灵活性改造的市场空间在“十四五”期间显著大于“十三五”。
三北地区弃风弃光的主要原因中,调峰能力不足占比极高。以西北区域为例,多个省份弃风弃光原因中调峰能力不足的占比在2020年已达到约90%甚至更高——例如陕西弃风原因中调峰能力不足占95.70%、弃光占89.60%,青海弃风占96.50%、弃光占93.20%,新疆弃风占92.30%、弃光占90.10%。这意味着,随着风光装机规模持续扩大,电网对火电调峰资源的依赖程度在加深,单纯依靠传输扩容无法解决消纳问题,必须从电源侧挖掘调峰潜力。
需求结构变化:从容量到深度与速度
风光大基地出力具有间歇性和波动性,尤其在夜间无光、大风时段,需要火电机组快速压减出力为新能源让路;而在风光出力骤降时,又需要火电快速爬坡顶上来。这一运行场景推动火电灵活性改造的需求结构发生三方面变化:
第一,深度调峰能力成为刚需。 煤电深度调峰的单位发电成本约为0.04元/千瓦时,在各类有偿调峰方式中具备明显经济性优势(抽水蓄能约0.06元/千瓦时,磷酸铁锂电池约1.12元/千瓦时)。在风光大发时段,火电需要从额定出力大幅下探,纯凝机组和热电联产机组都需要通过改造实现更低的稳燃负荷。
第二,快速响应能力要求提升。 风光出力分钟级波动对火电机组的负荷变化速率提出更高要求,这涉及锅炉、汽轮机等主机设备的协同改造,以及控制系统优化。
第三,热电联产机组的改造比重上升。 三北地区冬季供热与新能源消纳矛盾突出,热电联产机组“以热定电”的运行方式严重挤压调峰空间。这类机组改造涉及储热、旁路供热等辅助系统,造价约为纯凝机组的1.5倍——纯凝机组改造约需8600万元,热电联产机组约需1.33亿元,单台价值量更高。
政策驱动:两轮规划对比
从政策脉络看,“十三五”期间三北地区热电机组灵活性改造规划约1.33亿千瓦、纯凝机组约8200万千瓦,但实际完成进度不及预期,到2019年底仅完成规划的四分之一左右。“十四五”期间政策明确“存量煤电机组灵活性改造应改尽改”,规划完成2亿千瓦改造规模,并增加系统调节能力3000万—4000万千瓦。规划口径的扩大叠加风光装机的持续增长,使得火电灵活性改造从“可选”变为“必选”。
常见问题
为什么三北地区是火电灵活性改造的重点区域?
三北地区风光资源丰富但本地消纳能力有限,弃风弃光问题突出。西北区域监管数据显示,该地区弃风弃光原因中调峰能力不足占比普遍在九成左右,传输容量受限仅占一成上下。因此,该区域火电灵活性改造的紧迫性和规模都远超其他地区。
灵活性改造的设备需求主要分为哪几类?
主要分为主机设备和辅助设备两大类。主机设备包括锅炉、汽轮机和发电机,其中汽轮机和发电机紧密相连可视为一体,市场体量大且格局相对稳定;辅助设备如储热罐、旁路供热系统、全负荷脱硝系统等,价值量较小但市场分散,业绩弹性更大。
热电联产机组和纯凝机组的改造有何不同?
纯凝机组改造主要针对锅炉、汽轮机等主机设备;热电联产机组因需兼顾发电与供热,还需对储热、循环等辅助系统进行改造,造价约为纯凝机组的1.5倍。热电机组改造有切除低压缸进汽、蓄热罐、旁路供热、电锅炉等多种技术路线,各有适用条件和优劣势。