该项目技术供应方美国亮源能源(BrightSource)公司【sī】认为，电站需要4年左右的学习时间以达到设【shè】计发【fā】电【diàn】量。事实也确实【shí】如此【cǐ】，Ivanpah电站经过四年多【duō】的【de】磨合，发电量逐年【nián】攀升，于2018年【nián】6月达【dá】到了【le】四【sì】年内的【de】最高值。
在此前召【zhào】开的CSP Focus光【guāng】热发【fā】电创新大会【huì】上，上海电气亮源光热工【gōng】程公司的龚甜菊女【nǚ】士现场发表【biǎo】了题为“伊【yī】万【wàn】帕光热【rè】电站性能表现和【hé】提升手段”的专题报告【gào】，以下为具体【tǐ】内容分享：
各位领【lǐng】导、各位专家，大家早上【shàng】好，很【hěn】感【gǎn】谢这次CSP Focus和西北院邀请我们【men】来【lái】参加会【huì】议，也为【wéi】我们提供这样【yàng】一个机会【huì】，让整个行业能够聚【jù】在一起分享经【jīng】验。
受大会【huì】主办【bàn】方的【de】安排，亮源这【zhè】次演【yǎn】讲的题目是关于【yú】392MW美国伊万【wàn】帕(Ivanpah)塔式光热【rè】发【fā】电项目性能提升和以色列阿沙利姆(Ashalim)项目近况。关于伊【yī】万帕项【xiàng】目我将在这里给大家介绍一下我们【men】在性能【néng】提升方面【miàn】做了哪些【xiē】工作【zuò】。
首先，我【wǒ】们来看伊【yī】万【wàn】帕项目的【de】数据一【yī】览，这个项目【mù】是全世界目【mù】前在运行的最大的光热【rè】项目。项【xiàng】目一共有三台机组【zǔ】，年发电量9.4亿度，总净出力是377MW。这个项目的【de】完工【gōng】日【rì】期是2013年12月，开始商业运【yùn】行是2014年【nián】1月【yuè】份。现在项【xiàng】目运维方是NRG，也是【shì】这个【gè】项目业【yè】主之【zhī】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。
这张幻灯片是伊万【wàn】帕项目的历史发电【diàn】量【liàng】情况，就是【shì】从商业运行到现在每个【gè】月发电量【liàng】的统计。这【zhè】是截止今年【nián】6月底的【de】数据。可以看【kàn】到在过【guò】去4年的【de】提升期里【lǐ】我们的【de】性能【néng】有显著提升。现在我【wǒ】们仍在持【chí】续的学习，并继【jì】续实【shí】施措施提【tí】升发电量，所以我们相信这个数据会越来越好看【kàn】。这些数据大家都可以在美国【guó】EIA网【wǎng】站上找到，包括美国所有发电厂【chǎng】数据也可以在这【zhè】个网站看到。
下面是我们单台机组实际出力和模【mó】型预测的【de】对比，可以【yǐ】看到【dào】迄今为止，每小时、单日、单月最【zuì】大的出【chū】力【lì】情【qíng】况。可【kě】以说【shuō】，从单个小时来看，我们曾【céng】达【dá】到【dào】最大的出力是【shì】107%，从单日来【lái】看，最高达到111%(也【yě】就是三【sān】号【hào】机组的成绩)，从单月来看【kàn】，最大达到了101%。这些成果主【zhǔ】要得益于我们【men】采取的【de】性能提升手【shǒu】段。
首先，我们改进了镜场和BOP的集成控制【zhì】，减少了满负荷时期的跳闸现象。所有【yǒu】机组在天气好的时候基本【běn】上毫无例【lì】外都可以【yǐ】超过【guò】百分之百【bǎi】的出【chū】力。接【jiē】下来，我【wǒ】们会继续【xù】做性能【néng】提【tí】升工作，比如说在多云天气下如何稳【wěn】定运【yùn】行。这【zhè】个也【yě】是国内同行目前在面临的问题【tí】。目前看，机组多【duō】云天【tiān】气下的【de】运行还有提升的空间。另外，在镜场维【wéi】护方【fāng】面也还可以继【jì】续努力。
接下来具体介绍一下伊万帕项【xiàng】目性能【néng】提升的手【shǒu】段【duàn】，我们为【wéi】伊【yī】万帕项目性能提升设计【jì】了【le】一系列的【de】流程，总的来说，在四【sì】年的【de】提升期里，第一【yī】年也就是2014年比预期的要困难，从2015年上半【bàn】年开始性能提【tí】升效果比较显著，在这一年里我【wǒ】们解【jiě】决了【le】很【hěn】多第一【yī】年遇到的基本问题【tí】。
从【cóng】2015年下半【bàn】年起，由我们亮源公司和NRG及主【zhǔ】要供应商组成【chéng】一个性能提升团队，集中攻克下面这些问题，即：实现启动连贯性，减【jiǎn】少日出到汽轮机冲转的时间、提高电厂提【tí】升速率、更快【kuài】实现【xiàn】满【mǎn】负荷、最大化汽【qì】轮机的净【jìng】满【mǎn】负荷、提高间歇性【xìng】天【tiān】气下【xià】，主要是多云天【tiān】气下的运行、实现快速的【de】再启动、提【tí】高镜【jìng】场【chǎng】的【de】可【kě】利用率【lǜ】、电站的可利用率、安装汽机的【de】保温层、提高【gāo】自动化的【de】水平，这【zhè】些是2015年下半年开始【shǐ】做的工作。
我们的性能提升【shēng】团队每个礼拜会【huì】召开【kāi】例会，发现问题并【bìng】制定解决方案，提出具体的提升手段【duàn】，首【shǒu】先，当初设计的自动化水平相对保守，我们就会提升自【zì】动化水平，以改进启动【dòng】时间，减少重启的【de】次数【shù】。并在【zài】主【zhǔ】要设【shè】备供应商【shāng】的帮助下挑【tiāo】战最初【chū】设计时的【de】假设条【tiáo】件，看各【gè】个假设条件【jiàn】是否【fǒu】还有提升【shēng】的空间。
第二【èr】就是提【tí】高【gāo】天气预【yù】报的能力，优化【huà】运行【háng】策略，减少多云天气下电厂【chǎng】停机的次数。
第三是我们跟【gēn】NRG一起合作，改【gǎi】进镜场的【de】维护方法，对定日镜【jìng】的清洁度进行【háng】评估【gū】(因【yīn】为清洁度会影响我【wǒ】们能量【liàng】的收集)，最【zuì】大化镜场的出力。
最后是电【diàn】厂【chǎng】维护问题【tí】，比如我们会检查减【jiǎn】少电厂跳闸所需要特别关注【zhù】的【de】重点传感器【qì】和重【chóng】点设备。
具体性能【néng】提【tí】升流【liú】程分为【wéi】四个部分。一是数【shù】据采集，二是分析事发【fā】原【yuán】因，三是采取【qǔ】行动，四是做【zuò】预测。这四个方面我【wǒ】下【xià】面会具体来说。
首先，关于数据采集，每个礼拜【bài】我【wǒ】们会对每小时实【shí】际的DNI、实际净出力和预【yù】测的净出力进行分析，对比预测和实际出力之间的曲【qǔ】线【xiàn】，发现损失【shī】掉的能【néng】量额并分析原因【yīn】。然后，亮源会用故障【zhàng】树的形式把故障列出来【lái】，每周用【yòng】饼状【zhuàng】图【tú】汇总具体【tǐ】事【shì】故原【yuán】因，看哪些故障【zhàng】出现的次数比较多，或者哪【nǎ】部分出现了哪些故障。然后根据【jù】故障【zhàng】类型分配【pèi】任务，制定【dìng】解【jiě】决方案。我们会用行动清单的形【xíng】式分配任务，提出改进重【chóng】点，想要【yào】达到什么结果，完【wán】成时间等。最后【hòu】一步我们会做一个【gè】预测，也就是【shì】根据制【zhì】定的【de】解决方案，用蒙特【tè】卡【kǎ】罗模拟法看这些【xiē】解决方案【àn】如果成功实施【shī】对性能有多少改【gǎi】进【jìn】。
具体【tǐ】来说，首【shǒu】先，我们【men】会收集下列【liè】数【shù】据并输入一个excel格式【shì】的电脑模型【xíng】中，即：DNI、环境【jìng】温【wēn】度、风速还有天然气消耗【hào】量。整【zhěng】个过程中，我们会测量近塔处【chù】的DNI和温度、塔【tǎ】上【shàng】和镜场外两个点的风速、再统计电表中的发电量【liàng】和辅燃锅炉【lú】的天然气【qì】用量【liàng】，然后把所有数据输入到【dào】模型里，用Solar Focus软件记录每小时的DNI，实际和【hé】预测发电【diàn】量，最终测算出具体【tǐ】损【sǔn】失的能量【liàng】。
第二，关于事故原因分析【xī】，我们会【huì】用故障树的形式展示【shì】，故障树【shù】的第一层是原因【yīn】分类，这【zhè】些原【yuán】因有启【qǐ】动时【shí】、启动【dòng】后、还有【yǒu】BOP、云【yún】以【yǐ】及天气等几类【lèi】;然后【hòu】第二【èr】层会【huì】对这几【jǐ】个分【fèn】类做更详细的划分。同时【shí】我【wǒ】们会【huì】检【jiǎn】查镜场的集成控制系统和DCS的【de】数据，看镜场/SRSG/BOP有哪些原因导致能量【liàng】损失。所有的【de】审查结果我【wǒ】们会和【hé】运营方分享，这样大家能共同努【nǔ】力【lì】去提高发电量。最后我们会审查过往所【suǒ】有的月度报告，总结应该把资源集中到哪个方【fāng】面去提高【gāo】性【xìng】能。
第三，关于采【cǎi】取行【háng】动【dòng】，我们会做一个具【jù】体的行动【dòng】清单，规定谁负责什么工作，起始日【rì】期【qī】等。
最后关于预【yù】测【cè】，我们【men】会【huì】根据行【háng】动【dòng】清单用蒙【méng】特卡罗方法模拟所【suǒ】有【yǒu】的行动，看最后能够达成什么样的效果。
结【jié】束【shù】了伊万帕项目的介绍【shào】，接下来看一下阿沙利姆电厂的情况，该项目的业主是Megalim，其中NOY占【zhàn】股50%，GE占25%，亮源【yuán】占【zhàn】25%。这个项【xiàng】目【mù】的【de】PPA是和以色列国家电网【wǎng】公【gōng】司签的，背后由以色列政府担保【bǎo】，EIB和Hapoalim及以色列财【cái】团共同为项目提供贷【dài】款。GE是EPC和O&M总承包商，亮【liàng】源分别【bié】是GE的EPC和【hé】O&M分包商。
阿沙利【lì】姆Plot B塔式光热发【fā】电项【xiàng】目【mù】的整体情况来看【kàn】，净出力是121MW，占地面积3平方公里，在【zài】这3平方【fāng】公里上【shàng】布置了5万面的定日镜，这样的布置采取了亮源专有【yǒu】的超紧凑【còu】镜场布置【zhì】技【jì】术，在3平方公里的区域【yù】内【nèi】布置5万面定日镜的技术含【hán】量还是比【bǐ】较高的。
整个【gè】塔加吸热器【qì】高度250米【mǐ】，之前迪拜项目没出来的时【shí】候【hòu】，这【zhè】个项目是全世界最高的塔，现在【zài】迪拜项目【mù】的设计【jì】塔高【gāo】已经超【chāo】过了这个塔的【de】高度。项目总投资7.5亿【yì】美金，预计商业运行【háng】是2018年年【nián】底。
示意图
实际建成现场
吸热器
