該項目技術(shù)供應方美國亮源能源（BrightSource）公司認為，電站需要4年左右的學(xué)習時(shí)間以達到設計發(fā)電量。事實(shí)也確實(shí)如此，Ivanpah電站經(jīng)過(guò)四年多的磨合，發(fā)電量逐年攀升，于2018年6月達到了四年內的最高值。
在此前召開(kāi)的CSP Focus光熱發(fā)電創(chuàng )新大會(huì )上，上海電氣亮源光熱工程公司的龔甜菊女士現場(chǎng)發(fā)表了題為“伊萬(wàn)帕光熱電站性能表現和提升手段”的專(zhuān)題報告，以下為具體內容分享：
各位領(lǐng)導、各位專(zhuān)家，大家早上好，很感謝這次CSP Focus和西北院邀請我們來(lái)參加會(huì )議，也為我們提供這樣一個(gè)機會(huì )，讓整個(gè)行業(yè)能夠聚在一起分享經(jīng)驗。
受大會(huì )主辦方的安排，亮源這次演講的題目是關(guān)于392MW美國伊萬(wàn)帕（Ivanpah）塔式光熱發(fā)電項目性能提升和以色列阿沙利姆（Ashalim）項目近況。關(guān)于伊萬(wàn)帕項目我將在這里給大家介紹一下我們在性能提升方面做了哪些工作。
首先，我們來(lái)看伊萬(wàn)帕項目的數據一覽，這個(gè)項目是全世界目前在運行的最大的光熱項目。項目一共有三臺機組，年發(fā)電量9.4億度，總凈出力是377MW。這個(gè)項目的完工日期是2013年12月，開(kāi)始商業(yè)運行是2014年1月份?，F在項目運維方是NRG，也是這個(gè)項目業(yè)主之一。
接下來(lái)是伊萬(wàn)帕項目的鳥(niǎo)瞰圖，是三臺機組的實(shí)景拍攝圖片。
這張幻燈片是伊萬(wàn)帕項目的歷史發(fā)電量情況，就是從商業(yè)運行到現在每個(gè)月發(fā)電量的統計。這是截止今年6月底的數據?？梢钥吹皆谶^(guò)去4年的提升期里我們的性能有顯著(zhù)提升?，F在我們仍在持續的學(xué)習，并繼續實(shí)施措施提升發(fā)電量，所以我們相信這個(gè)數據會(huì )越來(lái)越好看。這些數據大家都可以在美國EIA網(wǎng)站上找到，包括美國所有發(fā)電廠(chǎng)數據也可以在這個(gè)網(wǎng)站看到。
下面是我們單臺機組實(shí)際出力和模型預測的對比，可以看到迄今為止，每小時(shí)、單日、單月最大的出力情況?？梢哉f(shuō)，從單個(gè)小時(shí)來(lái)看，我們曾達到最大的出力是107%，從單日來(lái)看，最高達到111%（也就是三號機組的成績(jì)），從單月來(lái)看，最大達到了101%。這些成果主要得益于我們采取的性能提升手段。
首先，我們改進(jìn)了鏡場(chǎng)和BOP的集成控制，減少了滿(mǎn)負荷時(shí)期的跳閘現象。所有機組在天氣好的時(shí)候基本上毫無(wú)例外都可以超過(guò)百分之百的出力。接下來(lái)，我們會(huì )繼續做性能提升工作，比如說(shuō)在多云天氣下如何穩定運行。這個(gè)也是國內同行目前在面臨的問(wèn)題。目前看，機組多云天氣下的運行還有提升的空間。另外，在鏡場(chǎng)維護方面也還可以繼續努力。
接下來(lái)具體介紹一下伊萬(wàn)帕項目性能提升的手段，我們?yōu)橐寥f(wàn)帕項目性能提升設計了一系列的流程，總的來(lái)說(shuō)，在四年的提升期里，第一年也就是2014年比預期的要困難，從2015年上半年開(kāi)始性能提升效果比較顯著(zhù)，在這一年里我們解決了很多第一年遇到的基本問(wèn)題。
從2015年下半年起，由我們亮源公司和NRG及主要供應商組成一個(gè)性能提升團隊，集中攻克下面這些問(wèn)題，即：實(shí)現啟動(dòng)連貫性，減少日出到汽輪機沖轉的時(shí)間、提高電廠(chǎng)提升速率、更快實(shí)現滿(mǎn)負荷、最大化汽輪機的凈滿(mǎn)負荷、提高間歇性天氣下，主要是多云天氣下的運行、實(shí)現快速的再啟動(dòng)、提高鏡場(chǎng)的可利用率、電站的可利用率、安裝汽機的保溫層、提高自動(dòng)化的水平，這些是2015年下半年開(kāi)始做的工作。
我們的性能提升團隊每個(gè)禮拜會(huì )召開(kāi)例會(huì )，發(fā)現問(wèn)題并制定解決方案，提出具體的提升手段，首先，當初設計的自動(dòng)化水平相對保守，我們就會(huì )提升自動(dòng)化水平，以改進(jìn)啟動(dòng)時(shí)間，減少重啟的次數。并在主要設備供應商的幫助下挑戰最初設計時(shí)的假設條件，看各個(gè)假設條件是否還有提升的空間。
第二就是提高天氣預報的能力，優(yōu)化運行策略，減少多云天氣下電廠(chǎng)停機的次數。
第三是我們跟NRG一起合作，改進(jìn)鏡場(chǎng)的維護方法，對定日鏡的清潔度進(jìn)行評估（因為清潔度會(huì )影響我們能量的收集），最大化鏡場(chǎng)的出力。
最后是電廠(chǎng)維護問(wèn)題，比如我們會(huì )檢查減少電廠(chǎng)跳閘所需要特別關(guān)注的重點(diǎn)傳感器和重點(diǎn)設備。
具體性能提升流程分為四個(gè)部分。一是數據采集，二是分析事發(fā)原因，三是采取行動(dòng)，四是做預測。這四個(gè)方面我下面會(huì )具體來(lái)說(shuō)。
首先，關(guān)于數據采集，每個(gè)禮拜我們會(huì )對每小時(shí)實(shí)際的DNI、實(shí)際凈出力和預測的凈出力進(jìn)行分析，對比預測和實(shí)際出力之間的曲線(xiàn)，發(fā)現損失掉的能量額并分析原因。然后，亮源會(huì )用故障樹(shù)的形式把故障列出來(lái)，每周用餅狀圖匯總具體事故原因，看哪些故障出現的次數比較多，或者哪部分出現了哪些故障。然后根據故障類(lèi)型分配任務(wù)，制定解決方案。我們會(huì )用行動(dòng)清單的形式分配任務(wù)，提出改進(jìn)重點(diǎn)，想要達到什么結果，完成時(shí)間等。最后一步我們會(huì )做一個(gè)預測，也就是根據制定的解決方案，用蒙特卡羅模擬法看這些解決方案如果成功實(shí)施對性能有多少改進(jìn)。
具體來(lái)說(shuō)，首先，我們會(huì )收集下列數據并輸入一個(gè)excel格式的電腦模型中，即：DNI、環(huán)境溫度、風(fēng)速還有天然氣消耗量。整個(gè)過(guò)程中，我們會(huì )測量近塔處的DNI和溫度、塔上和鏡場(chǎng)外兩個(gè)點(diǎn)的風(fēng)速、再統計電表中的發(fā)電量和輔燃鍋爐的天然氣用量，然后把所有數據輸入到模型里，用Solar Focus軟件記錄每小時(shí)的DNI，實(shí)際和預測發(fā)電量，最終測算出具體損失的能量。
第二，關(guān)于事故原因分析，我們會(huì )用故障樹(shù)的形式展示，故障樹(shù)的第一層是原因分類(lèi)，這些原因有啟動(dòng)時(shí)、啟動(dòng)后、還有BOP、云以及天氣等幾類(lèi)；然后第二層會(huì )對這幾個(gè)分類(lèi)做更詳細的劃分。同時(shí)我們會(huì )檢查鏡場(chǎng)的集成控制系統和DCS的數據，看鏡場(chǎng)/SRSG/BOP有哪些原因導致能量損失。所有的審查結果我們會(huì )和運營(yíng)方分享，這樣大家能共同努力去提高發(fā)電量。最后我們會(huì )審查過(guò)往所有的月度報告，總結應該把資源集中到哪個(gè)方面去提高性能。
第三，關(guān)于采取行動(dòng)，我們會(huì )做一個(gè)具體的行動(dòng)清單，規定誰(shuí)負責什么工作，起始日期等。
最后關(guān)于預測，我們會(huì )根據行動(dòng)清單用蒙特卡羅方法模擬所有的行動(dòng)，看最后能夠達成什么樣的效果。
結束了伊萬(wàn)帕項目的介紹，接下來(lái)看一下阿沙利姆電廠(chǎng)的情況，該項目的業(yè)主是Megalim，其中NOY占股50%，GE占25%，亮源占25%。這個(gè)項目的PPA是和以色列國家電網(wǎng)公司簽的，背后由以色列政府擔保，EIB和Hapoalim及以色列財團共同為項目提供貸款。GE是EPC和O&M總承包商，亮源分別是GE的EPC和O&M分包商。
阿沙利姆Plot B塔式光熱發(fā)電項目的整體情況來(lái)看，凈出力是121MW，占地面積3平方公里，在這3平方公里上布置了5萬(wàn)面的定日鏡，這樣的布置采取了亮源專(zhuān)有的超緊湊鏡場(chǎng)布置技術(shù)，在3平方公里的區域內布置5萬(wàn)面定日鏡的技術(shù)含量還是比較高的。
整個(gè)塔加吸熱器高度250米，之前迪拜項目沒(méi)出來(lái)的時(shí)候，這個(gè)項目是全世界最高的塔，現在迪拜項目的設計塔高已經(jīng)超過(guò)了這個(gè)塔的高度。項目總投資7.5億美金，預計商業(yè)運行是2018年年底。
