美國(guó)五大光熱電站發(fā)電量攀升過(guò)渡期分析

　　美國(guó)開(kāi)發(fā)的五個(gè)大型光熱電站率先將槽式和塔式技術(shù)推向了百M(fèi)W級(jí)以上的大規(guī)模商業(yè)化應(yīng)用，大規(guī)模電站從投運(yùn)到達(dá)到設(shè)計(jì)發(fā)電目標(biāo)往往需要一段時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)的磨合和運(yùn)營(yíng)的優(yōu)化以逐漸達(dá)到最佳運(yùn)行狀態(tài)，這段時(shí)間被稱為學(xué)習(xí)過(guò)渡期。自2013年10月至今，這五大電站中的部分光熱電站已經(jīng)運(yùn)行了兩個(gè)完整年度，其實(shí)際的發(fā)電表現(xiàn)孰優(yōu)孰劣？誰(shuí)的發(fā)電量攀升至設(shè)計(jì)值需要的過(guò)渡期最短？筆者為此進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。

　　單純地從實(shí)際發(fā)電量與設(shè)計(jì)發(fā)電量的對(duì)比來(lái)看，槽式無(wú)儲(chǔ)熱電站的表現(xiàn)最佳，Genesis Solar在2015年全年的發(fā)電量達(dá)到621454MWh，達(dá)設(shè)計(jì)年發(fā)電量的107%；Solana電站在2015年全年的發(fā)電量達(dá)到718843MWh，達(dá)設(shè)計(jì)年發(fā)電量的76%；Ivanpah電站2015年度總發(fā)電量達(dá)到670467MWh，達(dá)設(shè)計(jì)年發(fā)電量的62%。這三大電站的投運(yùn)時(shí)間相近，排除各自需要的學(xué)習(xí)過(guò)渡期的因素影響，槽式無(wú)儲(chǔ)熱電站看起來(lái)更易達(dá)到設(shè)計(jì)發(fā)電目標(biāo)。

　　表美國(guó)五大光熱電站信息簡(jiǎn)表

　　表1繪出了自2013年8月到2016年8月五大光熱電站的月發(fā)電量曲線，這五大電站在地理位置上雖分布于內(nèi)華達(dá)、加州和亞利桑那州三個(gè)州，但這三州交界，其電站所處地理位置實(shí)際的天氣情況和太陽(yáng)輻照資源相差并不大，從表中可見(jiàn)五大電站在不同月份發(fā)電輸出的高峰低谷有明顯重合。因此，對(duì)比這五大電站的實(shí)際表現(xiàn)也相對(duì)更具有參考價(jià)值。

　　表1五大光熱電站單月發(fā)電量曲線圖

　　表2繪出了自2013年8月到2016年8月三年間這五大光熱電站的年發(fā)電量（非自然年，按每12個(gè)月的發(fā)電量統(tǒng)計(jì)）相對(duì)設(shè)計(jì)年發(fā)電量的比值曲線，從中可見(jiàn)，Genesis在多個(gè)連續(xù)12個(gè)月內(nèi)的發(fā)電量超出設(shè)計(jì)發(fā)電目標(biāo)，且發(fā)電表現(xiàn)已趨平穩(wěn)。

　　表2五大光熱電站實(shí)際年發(fā)電量/設(shè)計(jì)年發(fā)電量曲線圖

　　從中可見(jiàn)，Genesis和Mojave兩個(gè)槽式無(wú)儲(chǔ)熱電站的爬坡曲線相對(duì)更陡，這意味著其實(shí)際發(fā)電能力可以更快的達(dá)到設(shè)計(jì)發(fā)電目標(biāo)，需要的學(xué)習(xí)過(guò)渡期更短，塔式DSG電站Ivanpah的爬坡曲線則較為平緩，這也與其設(shè)定的需要四年的學(xué)習(xí)過(guò)渡期相一致。新月沙丘熔鹽塔電站目前在記錄的發(fā)電量數(shù)據(jù)較少，其發(fā)電量的攀升曲線目前來(lái)看還不具有太大參考價(jià)值。

　　總體而言，槽式電站方面，槽式無(wú)儲(chǔ)熱電站相對(duì)配儲(chǔ)熱的Solana電站的實(shí)際發(fā)電表現(xiàn)更容易達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)，可能是因?yàn)榕渲脙?chǔ)熱系統(tǒng)后，系統(tǒng)的復(fù)雜程度增加，需要更長(zhǎng)的時(shí)間磨合過(guò)渡。塔式電站方面，因塔式技術(shù)的商業(yè)化成熟案例本身非常之少，Ivanpah電站和新月沙丘電站均是塔式技術(shù)的創(chuàng)新性里程碑之作，其發(fā)電量攀升相對(duì)槽式電站慢也在預(yù)期之中。

　　注釋本文中所列出的發(fā)電量均為實(shí)際上網(wǎng)電量，數(shù)據(jù)來(lái)源于EIA。