近日,第十二屆中國國際光熱大會暨CSPPLAZA年會在浙江杭州召開,國網山西省電力公司教授級高級工程師趙俊屹發表主題演講,從電網調度視角深入剖析了新型電力系統對靈活調節電源的迫切需求,并系統闡釋了光熱發電的價值構建路徑。
圖:趙俊屹
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新能源主導下的電力系統變革
趙俊屹指出,當前新能源裝機容量發展已進入爆發期。數據顯示,全國風電和太陽能發電合計裝機已達14.8億千瓦,超過火電14.5億千瓦的裝機規模,首次成為第一大電源。僅新增裝機中,風光新能源就占比86.7%,新增容量達7433萬千瓦,全口徑發電裝機總容量已突破34.3億千瓦?!咀ⅲ航刂?月底,光伏裝機11億,風電裝機6.7億】
“這組數字背后,是電力系統特性的根本性改變?!壁w俊屹強調,這種變革體現在四個維度:
電力電子特性凸顯:大量風光電源接入使傳統慣量型同步系統的耦合機制被改寫,電力電子化設備已替代約45%的傳統慣量機組功能,系統穩定運行的底層邏輯正在重構。實時運行中,過半省級電網實時電力電子化發電功率遠超機械慣量發電容量。
資源主導系統運行:盡管風光發電量僅占總發電量兩成左右,卻主導了電力系統的運行節奏。“風光大發時段出力盈余導致棄風棄光,出力驟降時又引發供電缺口,系統陷入促消保供的雙重壓力?!蹦呈〖夒娋W的案例顯示,其用電負荷3800萬千瓦,而風光裝機達6300萬千瓦,這種“裝機倒掛”現象已在全國過半省份出現。
并網形態深度下沉:與火電機組向超高壓大容量發展的趨勢不同,80%以上的風光項目接入220千伏及以下電網,甚至深入110千伏、35千伏配網層級?!斑^去配網關注的是負荷擾動,現在新能源已成為主動擾動源,傳統電網管理手段必須隨之調整?!?/p>
多元化技術支撐需求迫切:趙俊屹認為,新能源雖裝機領先,但“只有電量沒有質量”,缺乏系統支撐能力。預計到2025年底,全國發電裝機將超38億千瓦,其中太陽能發電達11億千瓦,風電6.4億千瓦,煤電占比將降至三分之一左右?!叭绱烁弑壤男履茉唇尤?,必須依靠多元化技術構建穩定支撐體系?!?/p>
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新型電力系統亟待加強調節資源:安全與平衡的雙重挑戰
“高比例新能源帶來的,是電力系統慣量水平低、調頻能力差、抗擾性弱的系統性問題?!壁w俊屹直言,風光等可再生能源采用最大功率跟蹤(MPPT)控制模式,不參與電網頻率耦合,既無慣量響應也無一次調頻能力,這使得系統穩定儲備急劇下降。
他列舉了多起國際重大電網事故警示行業:2019年英國東電網友好性不足導致大規模停電;2016年南澳電網因風電機組大規模脫網,頻率跌至47Hz以下,供電中斷50小時;2015年錦蘇特高壓直流雙極閉鎖引發華東電網0.41Hz頻率偏移;2025年西班牙、葡萄牙電網事故影響5000萬人供電,經濟損失達10億歐元。“這些案例印證了國際能源署的警示——可再生能源主導電網時,若傳統發電過早退出且缺乏替代方案,電網平衡將面臨系統性挑戰。”
當前電力系統正處于構建關鍵期,呈現三大特征:全國大電網實施統一調度與分層協調,市場化機制逐步普及,全國統一電力市場加速形成;系統運行工況更趨極端,呈現高擾動風險與低慣量儲備狀態,電壓、頻率事故隱患加劇;能源“三重困境”凸顯——如何平衡綠色低碳、經濟高效與安全穩定的關系,成為系統建設的核心命題。
圖:系統建設的基本原則
“政策層面已做出積極響應。”趙俊屹介紹,2025年出臺的一系列文件為電力系統調節資源優化提供了制度保障:2月《關于深化新能源上網電價市場化改革促進新能源高質量發展的通知》(136號文)強調市場化引導,制止政策性強配;4月《關于全面加快電力現貨市場建設工作的通知》(394號文)推動全國統一電力市場建設;近日《電力輔助服務市場基本規則》(411號文)則構建了統一規范的輔助服務市場體系,優化價格形成與費用傳導機制。
他特別指出,411號文作為首個國家層面電力輔助服務市場化規則,其核心價值在于推動各地市場規范統一,并強化與電能量市場的統籌銜接,“這為光熱發電等靈活調節資源提供了價值實現的制度基礎?!?/p>
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光熱發電技術價值構建:從清潔發電到系統支撐
在趙俊屹看來,光熱發電是破解新型電力系統調節難題的關鍵選項。他系統梳理了光熱發電的技術價值優勢:
清潔綠色與系統支撐兼備:作為可再生能源,光熱發電輸出工頻三相交流電,具備優良的電力品質,能為系統提供穩定的電壓、頻率和慣量支撐,是兼具清潔屬性與系統保障能力的“雙優電源”。
調節能力遠超傳統機組:光熱發電的調節幅度和速度顯著優于燃煤火電機組,可快速響應電網負荷變化,適應多變的電力市場需求,在現貨電能量市場與調頻調壓輔助服務市場中均具競爭力。
同步技術成熟可靠:采用三相同步機械慣量發電技術,為系統提供堅實的穩定支撐,堪稱電力系統的“壓艙石”和“安全衛士”。
存儲性能經濟穩定:相較于新型電力儲能,光熱發電的儲熱系統更穩定,經濟性更優,尤其適合長時儲能場景,能有效平抑新能源的波動性。
多能互補適應性強:技術特性使其可與光伏、風電、氫能等多種能源形式協同,適應多源互聯場景,助力能源結構優化。
“光熱發電需正視自身短板并積極改進?!壁w俊屹客觀指出,其工藝鏈長、轉換環節多,涵蓋光學、熱物理至發電熱能動力學等多個領域,需通過材料研發、制造能力提升與系統集成優化持續突破?!耙幠;瘧檬瞧凭株P鍵——大容量機組與多項目并行推進,將加速技術復制與成本下降,推動光熱發電進入商業化運營新階段。”
他強調,光熱發電的定位不應局限于“清潔能源生產器”,更應是“新型電力系統穩定調節器”?!斑@種雙重屬性決定了其價值不僅體現在電能貢獻,更在于系統支撐,這與抽水蓄能的應急保障功能類似,應建立合理的價值補償機制?!?/p>
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建議及總結:共筑光熱發電發展新生態
針對光熱發電的未來發展,趙俊屹提出四項核心建議:
堅持創新發展與提質降本:產業需聚焦技術創新,在聚光集熱、儲熱材料、系統集成等關鍵領域突破,同時通過規?;瘧媒档蛦挝怀杀?,提升整體競爭力。
強化電網支持與市場銜接:電網企業應旗幟鮮明地支持具備系統穩定支撐與調節能力的光熱項目,在調度運行中給予合理傾斜,促進其與電能量市場、輔助服務市場的高效銜接。
推動多元投資與經營:發電企業應立足長遠,實施多種經營策略,探索“光熱+光伏”“光熱+氫能”等多能互補模式,分散投資風險,拓展收益渠道。
加大政府政策保障力度:政府需充分認識光熱發電的特殊價值,將其納入能源發展重點規劃,通過容量電價、輔助服務補償等政策工具,構建穩定的收益預期,為產業發展保駕護航。
“光熱發電是目前看來替代燃煤火電機組的最佳技術路徑。”趙俊屹總結道,經過十余年發展,光熱發電已實現技術迭代、裝備提升與人才儲備,其清潔發電與系統支撐的雙重功能得到充分驗證。隨著新型電力系統進入高質量發展深水區,火電逐步退出留出的市場空間,將為光熱發電創造歷史性機遇。
“當電力市場難以平衡、系統穩定面臨挑戰時,正是光熱發電發揮價值的時刻?!彼麍孕?,隨著現貨市場與輔助服務市場的成熟,光熱發電將憑借全品質的保障性、支撐性與調節性,在能源轉型中扮演關鍵角色,為構建安全、綠色、高效的新型電力系統貢獻核心力量。