该项目技术供应方美国亮源能源(BrightSource)公司认为，电【diàn】站需要4年【nián】左右的学习时间以达到设计发电量。事【shì】实也确【què】实如【rú】此【cǐ】，Ivanpah电站经过四年多的磨合，发电量逐年攀升，于2018年6月达到【dào】了四【sì】年内【nèi】的【de】最高【gāo】值。
在此前召开【kāi】的CSP Focus光热发电创新大【dà】会上，上海电【diàn】气亮源光热工程公司的龚甜菊【jú】女士现场发【fā】表了题为“伊万帕【pà】光热【rè】电【diàn】站性能表现和提升手【shǒu】段”的【de】专题报【bào】告，以下为具体内容分享：
各【gè】位领导、各位专家，大家【jiā】早上【shàng】好，很感谢这次CSP Focus和西北【běi】院邀请我【wǒ】们来【lái】参加会议，也为【wéi】我们提供这样一个机会，让【ràng】整个行业能够聚在一【yī】起分【fèn】享经验。
受【shòu】大【dà】会【huì】主【zhǔ】办方的【de】安排，亮源【yuán】这【zhè】次演讲的题目是关【guān】于392MW美国伊万帕(Ivanpah)塔式光热【rè】发电项【xiàng】目性能提【tí】升和以色列阿沙利姆(Ashalim)项目近况。关于伊万帕项目我将在这【zhè】里【lǐ】给大家介绍一下我们在性能提【tí】升方面【miàn】做了【le】哪些【xiē】工作。
首先，我们来看伊万帕项【xiàng】目的数据一览，这个【gè】项【xiàng】目是全世界目前在运行【háng】的最大【dà】的光热项目。项目一共有三台机【jī】组，年【nián】发电【diàn】量9.4亿度，总净出力【lì】是【shì】377MW。这个项【xiàng】目的完工日期【qī】是2013年12月，开始商业运行是2014年1月【yuè】份。现在项目【mù】运维方是【shì】NRG，也是这个项【xiàng】目业主之一。
接下来是伊万帕项目的鸟瞰图，是三台机组的实景拍摄图片。
这张幻【huàn】灯【dēng】片是伊万帕项目的【de】历史发电【diàn】量情况，就是【shì】从商业【yè】运行到现在每个月发电量【liàng】的统计。这是截止今年6月底【dǐ】的【de】数据。可以看【kàn】到在过去4年的【de】提升期里我们的性能有显著提升。现在我【wǒ】们仍【réng】在持续的学【xué】习，并继续实施【shī】措施【shī】提升发电量，所以【yǐ】我们【men】相信这个【gè】数据会【huì】越来越【yuè】好看。这些数据大家都可以在美国EIA网站上找到，包【bāo】括美国所有发电【diàn】厂数据也【yě】可以【yǐ】在这个【gè】网站看到。
下【xià】面是我们单台机组实【shí】际出力和【hé】模【mó】型预【yù】测的对比，可以看到迄今为止，每小时【shí】、单日【rì】、单月最大【dà】的【de】出力情况。可以说【shuō】，从单个小时来看，我【wǒ】们曾达到最大的出力是107%，从单日来看，最高达到111%(也就是三号机【jī】组的成绩)，从单月来看，最大达【dá】到【dào】了101%。这些成果主要得益【yì】于【yú】我们【men】采取的性【xìng】能提升手段【duàn】。
首先，我【wǒ】们【men】改【gǎi】进了镜场【chǎng】和BOP的集【jí】成控制，减少了满负荷时【shí】期的跳闸现【xiàn】象。所【suǒ】有机组在天气好的时候基【jī】本上【shàng】毫无例【lì】外都可以超过百分【fèn】之百的出力。接【jiē】下来，我们会继续做【zuò】性能提升【shēng】工作，比如说在【zài】多云天气下【xià】如何【hé】稳定运行。这个也是国内同行目前在面临的问题【tí】。目前看【kàn】，机组多云天【tiān】气【qì】下的运行【háng】还有提升的空间。另外，在镜场维护【hù】方面也还可【kě】以继续努力。
接下来具体介【jiè】绍【shào】一下伊万【wàn】帕项目性能提升【shēng】的手【shǒu】段【duàn】，我【wǒ】们为伊万帕【pà】项目性能提【tí】升设计了【le】一系列的流【liú】程【chéng】，总的【de】来说，在四年的提【tí】升期里，第一年也就是2014年比【bǐ】预【yù】期的要困难，从2015年【nián】上半年开始性能提升效果比较显著，在这一年里我们解决了很【hěn】多第一年遇【yù】到【dào】的【de】基本问题。
从2015年下半年起，由【yóu】我【wǒ】们亮源公司【sī】和NRG及主要供【gòng】应商组成一【yī】个性能提升团队，集中【zhōng】攻克下面【miàn】这些问题，即：实现启【qǐ】动连贯性，减少日出【chū】到汽【qì】轮机【jī】冲转的【de】时【shí】间、提高电厂提升【shēng】速率【lǜ】、更快【kuài】实现满负荷、最大化汽轮【lún】机的净满负【fù】荷、提高间歇性【xìng】天气下，主要是多云天气【qì】下的运行、实现快速【sù】的再启动、提高镜【jìng】场的【de】可利【lì】用率、电站的可利用率、安装汽【qì】机的保温层、提高自动【dòng】化的水【shuǐ】平，这些是【shì】2015年下半年开始做的工作。
我们的性能提升团队每个礼【lǐ】拜会召开例会，发现问题并【bìng】制定解决方案【àn】，提出具体的提升手段【duàn】，首先，当初设计的自【zì】动化水平【píng】相对保守【shǒu】，我们【men】就会提升自动化【huà】水平，以改【gǎi】进启动时【shí】间，减少重启的【de】次【cì】数。并【bìng】在主要设备供应商的【de】帮助【zhù】下【xià】挑战最初设计【jì】时的假设【shè】条件，看【kàn】各个假设【shè】条件是否还有提升的【de】空间。
第二就【jiù】是提【tí】高天气预报的能力，优【yōu】化运行策【cè】略，减少【shǎo】多云天气下电【diàn】厂停机的次数。
第【dì】三【sān】是我们【men】跟NRG一【yī】起合作【zuò】，改进镜场的维护方法，对定日镜的清【qīng】洁度进行评【píng】估(因为清洁度会影响我【wǒ】们能量的【de】收集)，最大化镜场的出力。
最后是电厂维护问题，比如【rú】我们会检查减【jiǎn】少电厂跳【tiào】闸所需要特别【bié】关【guān】注的重点传感器和【hé】重点设【shè】备。
具体性能提升流程分为四个【gè】部分。一是数【shù】据采集，二【èr】是分析事发【fā】原【yuán】因，三是【shì】采【cǎi】取行【háng】动【dòng】，四是做预测。这四个【gè】方【fāng】面我下面会具体来说。
首先，关于数据采集，每个礼拜我们会对每小时【shí】实际的DNI、实际净出力和预【yù】测的【de】净出【chū】力进行分析【xī】，对比预测和实际出【chū】力之间【jiān】的曲线，发【fā】现损失【shī】掉的能量额并【bìng】分析【xī】原因【yīn】。然后，亮【liàng】源会用故【gù】障树的形式【shì】把故障列出来，每周用饼状图汇【huì】总具【jù】体事故原因，看【kàn】哪些【xiē】故障出现的【de】次数比较多，或【huò】者【zhě】哪部分出现了哪些【xiē】故障【zhàng】。然后根【gēn】据故障类型分配【pèi】任【rèn】务，制定解决方案。我们会用行动清单【dān】的形式分配任【rèn】务，提出改进重点【diǎn】，想【xiǎng】要【yào】达到什么【me】结果，完【wán】成时间【jiān】等。最后一步我们会做一个预测，也就是根据制定的解【jiě】决【jué】方案，用蒙特卡罗模拟法看这些【xiē】解决【jué】方案如果成功实施对【duì】性能有多少改进。
具体来说，首先，我们【men】会收集【jí】下列【liè】数据【jù】并输入一个excel格式的电脑模型中，即：DNI、环境温度、风【fēng】速还有天然气【qì】消【xiāo】耗量。整【zhěng】个过程中，我【wǒ】们会测量近塔处的DNI和温度、塔上【shàng】和【hé】镜场外两个点的风速、再【zài】统计电表中【zhōng】的【de】发【fā】电量和辅燃锅炉的天然气用量，然后把所【suǒ】有数据输入到模型【xíng】里，用【yòng】Solar Focus软件记录每小【xiǎo】时的DNI，实际和预测发电【diàn】量，最终测【cè】算【suàn】出具体损失的能【néng】量。
第【dì】二，关于事故原因分析，我们会用故障树的【de】形【xíng】式展示【shì】，故障【zhàng】树的第一【yī】层是【shì】原因分类，这些原因有【yǒu】启动时、启动后、还有BOP、云以及天气【qì】等几类;然后第二层会对这【zhè】几个分类做更【gèng】详细的划分。同时我们会检【jiǎn】查【chá】镜场的集成控制系统【tǒng】和DCS的数据，看镜场/SRSG/BOP有哪【nǎ】些原【yuán】因导致能量损【sǔn】失。所有的审查结果我们【men】会和运营【yíng】方分享，这【zhè】样【yàng】大家能共同努力去提高发【fā】电量。最后我【wǒ】们会审【shěn】查过往所有的月【yuè】度【dù】报告，总结应该把资【zī】源【yuán】集中到哪【nǎ】个方【fāng】面去提高性【xìng】能。
第三，关于采取行【háng】动【dòng】，我们会【huì】做一个具体的【de】行动清单，规定谁负责【zé】什么【me】工作，起始日期等【děng】。
最后关于【yú】预测，我们会【huì】根据行动清【qīng】单【dān】用蒙特卡罗方法【fǎ】模拟所有的行【háng】动，看最后能够达【dá】成什么样【yàng】的效果【guǒ】。
结束了伊万【wàn】帕项目【mù】的介绍【shào】，接下来看【kàn】一下阿沙利【lì】姆【mǔ】电厂的情况，该项目的业主是【shì】Megalim，其中NOY占股50%，GE占25%，亮源占25%。这个项目的PPA是和以【yǐ】色列国家电网公司签的，背后由【yóu】以色【sè】列政府【fǔ】担保，EIB和Hapoalim及以色列财【cái】团【tuán】共【gòng】同为项目【mù】提供贷款。GE是【shì】EPC和【hé】O&M总承包商，亮源分【fèn】别是【shì】GE的EPC和O&M分包商。
阿沙利姆Plot B塔式光【guāng】热发电项目【mù】的整体情【qíng】况来看，净出力是121MW，占地面积3平【píng】方公里，在这3平【píng】方公里上布【bù】置了5万面的【de】定【dìng】日镜【jìng】，这样的【de】布置采取了【le】亮源【yuán】专有的超紧凑镜场布置技术【shù】，在3平方【fāng】公里的区【qū】域内布置【zhì】5万面定日【rì】镜的技术含量还是比较高的【de】。
整个塔加【jiā】吸热器高度250米，之前【qián】迪拜项【xiàng】目没【méi】出来的时候【hòu】，这个【gè】项目是全【quán】世界最高的塔【tǎ】，现在【zài】迪拜项【xiàng】目的设计塔高已【yǐ】经超【chāo】过了这个【gè】塔的高度。项目总投资7.5亿美金，预计商业运行是【shì】2018年年底。
示意图
实际建成现场
吸热器
