長期以來，我國電力市場建設緩慢，電價和發(fā)用電計劃由政府確定，雖然推動了電力供應的持續(xù)增長，但也導致傳統(tǒng)電力粗放式發(fā)展道路、擴張式經(jīng)營模式與清潔可再生能源的矛盾日益尖銳，嚴重限制了水電、風電和太陽能光伏發(fā)電的并網(wǎng)消納和持續(xù)健康發(fā)展。我國雖已擁有全球最大風電、光伏裝機容量，但每年棄水、棄風、棄光限電量達到數(shù)百億千瓦時。國家能源局數(shù)據(jù)顯示，受上網(wǎng)標桿電價調整影響，今年上半年光伏發(fā)電迎來小高潮。截至今年6月底，西北電網(wǎng)風電及光伏發(fā)電裝機容量合計已達5937萬千瓦，占全網(wǎng)總裝機容量的29.7%。據(jù)悉，國家能源局已初步考慮，在“十三五”電力規(guī)劃中將2020年風電裝機目標確定為2.5億千瓦，相當于在2015年基礎上翻一番。光伏裝機目標則更為宏大，到2020年計劃實現(xiàn)總裝機1.5億千瓦的目標，這是截至2015年中國既有光伏裝機總量的3倍。可見，“十三五”期間中國風電、光伏、水電、核電將迎來更大的發(fā)展機遇，將成為“十三五”電力規(guī)劃的亮點。為滿足可再生能源的快速發(fā)展需要，提高可再生能源消納能力，根據(jù)國家“十三五”規(guī)劃綱要：建設高效智能電力系統(tǒng)，將實施提升電力系統(tǒng)調節(jié)能力專項工程，提升火電運行靈活性成為重點工作之一。
為加快能源技術創(chuàng)新，挖掘燃煤機組調峰潛力，提升我國火電運行靈活性，全面提高系統(tǒng)調峰和新能源消納能力，綜合考慮項目業(yè)主、所在地區(qū)、機組類型、機組容量等因素，國家能源局今年6月28日下發(fā)了《國家能源局綜合司關于下達火電靈活性改造試點項目的通知》，共計16家提升火電靈活性試點項目。今年7月28日，在第一批16個靈活性改造試點項目的基礎上，國家能源局綜合司下發(fā)《關于下達第二批火電靈活性改造試點項目的通知》，確定長春熱電廠等6個項目為第二批提升火電靈活性改造試點項目。
2015年，全國6000千瓦及以上火電設備平均利用小時4329小時，預計在“十三五”期間將繼續(xù)大幅下降。近期國家陸續(xù)出臺了多項重大改革舉措的文件，對我國電力體制和價格機制改革做出了全面部署。未來隨著競爭性電力市場的建立，火電運行方式將逐步由計劃上網(wǎng)過渡到競價上網(wǎng)模式，同時可能推進建設多種輔助服務市場。而目前，我國火電仍實行標桿電價上網(wǎng)體制,火電靈活性調峰等成本相關政策迫切于今年年底前出臺。根據(jù)近期陸續(xù)出臺的相關政策，下一步將逐步放開競爭性環(huán)節(jié)價格，加快構建有效競爭的市場結構和市場體系，形成由市場決定能源價格的機制。針對東北風電、核電快速發(fā)展的實際，新辦法改變了只在火電機組內部進行補償和分攤的模式，將風電、核電作為重要市場主體納入調峰機制，實現(xiàn)風火、核火之間的互補互濟。
事實上，火電的靈活性改造與我國新能源發(fā)展不無關系。與新能源相比，煤電具有較好的調峰性能。當煤電的規(guī)模被控制在一定范圍內時，煤電和新能源之間可形成協(xié)作關系，但當煤電規(guī)模超過一定閾值時，兩者之間就會發(fā)展成為競爭關系。原因在于，當新能源在電網(wǎng)中的比例逐漸擴大時，對調峰電源的需求也逐漸升高，而對于以煤炭為主要一次能源的國家而言，高調節(jié)性的煤電廠就成為了最為現(xiàn)實的可行選擇，而這也是國家近期推進煤電靈活性改造的主要原因之一。開展示范試點工作的過程中，電力規(guī)劃設計總院、西安熱工研究院、華電電力科學研究院、國電科學技術研究院、上海發(fā)電設備成套設計研究院、上海電氣、哈汽、煙臺龍源、華北電力大學、吉林省電力科學研究院等單位聯(lián)合項目試點單位，積極啟動科研及實施改造的具體方案，鼓勵示范試點電廠積累提高增減負荷速度、縮短煤電啟停時間等相關經(jīng)驗。
提高火電靈活性，包括改善機組調峰能力、爬坡速度、啟停時間等多個方面。目前，我國純凝機組在實際運行中的調峰能力一般為額定容量的50%左右，典型的抽凝機組在供熱期的調峰能力僅為額定容量的20%。通過靈活性改造，預期將使熱電機組增加20%額定容量的調峰能力，最小技術出力達到40%-50%額定容量；純凝機組增加15%-20%額定容量的調峰能力，最小技術出力達到30%-35%額定容量。通過加強國內外技術交流和合作，部分具備改造條件的電廠預期達到國際先進水平，機組不投油穩(wěn)燃時純凝工況最小技術出力達到20%-25%。
目前主流技術中，不停爐超低負荷調峰技術可實現(xiàn)火電機組不停爐超低負荷（20%額定負荷）調峰，實現(xiàn)機組快速爬坡達到所需負荷，減少鍋爐啟停時間。針對燃煤機組彈性運行控制、增加儲熱裝置實現(xiàn)“熱電解耦”，在調峰困難時段通過儲熱裝置熱量供熱，降低供熱強迫出力；在調峰有余量的時段，儲存富裕熱量。對熱電/純凝機組本體進行深度改造，降低鍋爐最小出力以及機組最小技術出力，優(yōu)化燃燒器以及給水流量的控制策略，優(yōu)化磨煤機控制策略。通過為間接燃燒系統(tǒng)加裝儲煤設備、調整連接方式、降低燃燒系統(tǒng)慣性。為解決電網(wǎng)峰谷差日趨增大而機組調峰能力不足的問題，深度開發(fā)鍋爐調峰潛力，在確保鍋爐爐效及環(huán)保設備全程安全、高效投運的前提下，可實現(xiàn)機組不停爐20%額定負荷調峰，同時，富氧不停爐超低負荷調峰系統(tǒng)可全程實現(xiàn)智能指控，調控及時、迅速，可根據(jù)電網(wǎng)實際需求，快速完成機組啟停及升負荷過程，大幅縮短機組單次啟停時間及爬坡時間。
隨著經(jīng)濟發(fā)展，社會對電能的需求不斷增長，電網(wǎng)容量不斷擴大，用電結構亦發(fā)生變化，各大電網(wǎng)的峰谷差日趨增大，電網(wǎng)目前的調峰能力和調峰需求之間的矛盾愈發(fā)尖銳，低谷時缺乏調峰手段的問題將更為突出。電力市場化改革的深入以及波動性可再生能源的增多，將使煤電機組逐步由提供電力、電量的主體性電源，向提供可靠電力、調峰調頻能力的基礎性電源轉變。結合電力系統(tǒng)調節(jié)能力提升工程，充分發(fā)揮火電靈活性改造在提高系統(tǒng)調峰能力和促進新能源消納方面的重要作用，從而提升機組靈活性，得以及時響應電網(wǎng)調控，將有利于推進我國高效智能電力系統(tǒng)建設。（李德意 張齊 作者供職于中國節(jié)能協(xié)會熱電產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟）
