随着新能源装机总量和占比的持续提升，电力系统对灵活调节能力的需求越来越突出。近日，国家发改委、国家能源局发布的《关于加强电网调峰储能和智能化调度能力建设的指导意见》（以下简称《指导意见》）指出，深入开展煤电机组灵活性改造，到2027年存量煤电机组实现“应改尽改”。
煤电灵活性改造是指针对煤电机组进行特定技术改造，提升煤电机组的负荷调节能力，保障电网在消纳新能源电力的同时安全稳定运行。当前我国存量煤电机组现状如何？2027年能完成“应改尽改”任务难吗？
改造目标或可按期完成
我国煤电机组的灵活性改造工作已开展多年。根据2021年11月国家发改委、国家能源局公布的《关于开展全国煤电机组改造升级的通知》提到的目标，存量煤电机组灵活性改造应改尽改，“十四五”期间完成2亿千瓦，增加系统调节能力3000万—4000万千瓦，促进清洁能源消纳。“十四五”期间，实现煤电机组灵活制造规模1.5亿千瓦。
电力规划设计总院副院长姜士宏告诉《中国能源报》记者，2021年以来，全国煤电机组累计完成灵活性改造3亿千瓦以上。从改造量来看，灵活性改造已提前且超额完成“十四五”期间的改造目标。“按照平均增加10个百分点的调峰能力估算，近三年的改造效果相当于释放了3000万千瓦以上的调节能力。这在增加新能源消纳方面基本上等同于建设了3000万千瓦的储能设施。”
“截至2023年底，我国存量煤电机组约11.6亿千瓦。”姜士宏认为，从改造产能匹配上看，完成2027年“应改尽改”任务具备基础条件。“‘十三五’后半段和‘十四五’以来建成的很多煤电项目已考虑了灵活性运行需要，这部分机组可以认为暂无实施灵活性改造的需求。加上部分特殊燃料、特殊炉型煤电机组以及大量供热机组实施灵活性改造的条件相对受限，粗略判断现役机组中‘应该尽改’的总规模在5亿—7亿千瓦之间，扣除已经实施改造的3亿千瓦，2024年到2027年仍需改造2亿—4亿千瓦，平均每年改造5000万千瓦到1亿千瓦，这低于或接近过去3年的改造速度。”
后续改造仍是场硬仗
完成任务难度不大，但改得多并不意味着改得好。《指导意见》指出，在新能源占比较高、调峰能力不足的地区，在确保安全的前提下探索煤电机组深度调峰，最小发电出力达到30%额定负荷以下。
在清华大学能源与动力工程系研究员黄中看来，未来新型电力系统对煤电的调峰、调频、调压和备用功能将更为倚重，清洁能源的健康发展离不开煤电灵活性调节支持，灵活性改造技术在工程应用上需要标准化、规范化和科学化。例如，需要完善煤电机组最小出力技术标准，在考虑安全和环保约束的前提下科学核定煤电机组深度调峰能力。
“此外，改造需要全方面考虑机组安全、机组经济性、设备寿命、技术可靠性、造价成本、调度运行、政策补贴等多方面因素。当前煤电机组灵活性改造项目技术路线较多，不同地域、不同电网、不同机型等均存在一定适用差异性，部分技术性价比不高、适用性不强，尽管行业已有技术改造示范案例，但仍需对已有成果和经验作进一步总结。”黄中表示。
姜士宏也坦言，现在改造条件优越的机组通常已优先安排改造，后续改造的机组在技术难度上越来越大，且改造费用也将显著上升，灵活性改造仍面临一些挑战。“比如，大量机组剩余设计寿命进入15年以内，现有辅助服务市场、价格机制等对于这部分机组改造的经济性支撑偏弱；随着调节深度和次数不断增加，灵活性改造对机组运行安全性的影响逐步凸显，运维成本也显著增加，导致各电厂推进改造的积极性减弱；灵活性改造导致更低负荷运行时长增加，在一定程度上拉高了机组运行煤耗，对企业节能考核、盈利能力都带来负面影响等。”
持续加大多方投入
国家能源局数据显示，截至2023年12月底，全国可再生能源发电总装机达15.16亿千瓦，占全国发电总装机的51.9%，占比已超过煤电，在全球可再生能源发电总装机中的比重接近40%，我国煤电所面临的电力系统环境愈发复杂。
黄中建议，要持续加大科技投入，加强标准体系建设。“尽管科技部国家重点研发计划在‘煤炭清洁高效利用技术’专项中设立了灵活性相关科研项目，国家能源局评定的能源领域首台（套）重大技术装备中也有灵活性相关技术入选，但考虑到煤电的庞大基数和技术复杂性，相关投入仍需加强。同时，技术标准是行业保持高度统一和协调的关键，煤电灵活性领域出现了很多新技术、新产品，通过完善技术标准体系可以推动灵活性改造的规范、高效开展，可以保障在役机组安全、环保、经济运行。”
姜士宏认为，一方面，要统筹好挖掘深度调峰潜力、安全性、经济性之间的关系；另一方面，合理安排电网调度和运行管理，强化系统运行安全和机组寿命管理。“电网调度应充分考虑调度方式对机组运行安全性、经济性等方面的影响，充分统筹电网整体需求和网内机组调节任务分配的关系；同时，不断提升负荷预测水平，尽量减少紧急变负荷调度。电厂运行管理中，既要不断探索、优化运行方式，减少热应力冲击，也要增加关键设备和部件的监测手段，并合理增加运维检修频次，及时发现问题，采取措施避免安全事故。”
