日前，從國家電網西北電力調控分中心傳來喜訊，華能陜西秦嶺發電有限公司（以下簡稱秦嶺電廠）7號機組在正式運行中深度調峰至18萬千瓦達3個小時，且各項指標均顯示正常，這是我國首臺深調能力達到27.27%額定負荷的66萬千瓦間接空冷純凝機組，標志著我國火電深調技術實現新突破。
27.27%，這個彌足珍貴的數字背后，是西北電網、秦嶺電廠付出的鮮為人知的努力和探索，是一道集眾人之智，籌眾人之力，精心烹飪的名為“消納”的能源大餐，品嘗其中的酸甜苦辣，是一曲不經歷風雨怎能見彩虹的新時代奮斗之歌。
酸：一項幾乎不可能完成的任務
孟子曰：“天將降大任于斯人也，必先苦其心志，勞其筋骨，餓其體膚，空乏其身，行拂亂其所為，所以動心忍性，曾益其所不能?！?/p>
這是古人激勵后人勇于面對困境，敢于自我挑戰迎難而上的千古佳句，而這句話之于國家電網西北電力調控分中心主任張振宇而言亦有著別樣的意義。
“2011年前，西北電網新能源裝機規模較小，火電機組和水電機組作為網內主力調峰電源占比較大，網內基本無調峰矛盾。2011年起隨著西北網架的進一步加強，西北地區并網發電的風機和光伏迎來了爆發式的增長，截止2018年3月底西北電網新能源裝機規模達到8089萬千瓦，占比超過總裝機的1/3，現在西北電網是國家電網公司系統新能源裝機占比最大的地區?！睆堈裼钤诮邮堋吨袊娏蟆酚浾卟稍L時表示。
“最大體現了西北地區的資源優勢，但同時最大也意味著新能源消納的重心落在了西北電網的肩上，而西北電網本身又面臨著‘僧多肉少’的局面，受經濟發展的影響，最大負荷、用電量增長不高，遠遠低于新能源裝機增速，電網用電空間難以匹配消納需求，特別是消納空間不足已經成為影響新能源消納的關鍵因素，要在短時間內實現西北新能源消納的‘雙升雙降’，幾乎是一個不可能完成的任務?！?/p>
記者了解到新能源目前是西北電網的第二大電源，大規模集中并網的新能源受電網、電源結構和新能源運行特性的影響，使新能源消納面臨電網用電空間“裝不下”、輸電通道“送不完”，安全運行“裕度低”、新能源出力變化“摸不準”等重重困難。此外，受新能源隨機性波動性強，網內供熱機組規模逐漸增大、黃河中上游大型水電綜合利用等影響，西北電網存在調峰缺口，無法滿足快速增長的新能源消納需求，網內棄風棄光情況嚴重。按照我國的能源發展戰略，在可預見的將來，西北地區新能源的裝機容量還將快速增長，未來西北地區新能源裝機規模將突破10000萬千瓦，系統調峰壓力只增不減。
有很多人困惑，為什么消納新能源，需要火電調峰來“買單”？張振宇坦言，這是因為新能源電力的波動性會對電網的連續、可靠供電和安全穩定運行造成較大的影響，所以常規的火力發電必須要平抑波動、擔負起電網調峰的任務?；痣妳⑴c調峰具有實踐基礎，也將產生較大的社會效益。這其中包含兩個層面的意義：從單一電廠角度來看，技術上，隨著國內火電機組靈活性改造技術的不斷革新，機組深度調峰改造成本將會越來降低，火電機組在調峰時的安全穩定性就會大大提高，也為深調奠定堅實的技術基礎；經濟上，電煤價格節節攀升、火電企業的利潤空間進一步被壓縮，機組參與深度調峰可以獲得電價補償。從整個發電角度來看，單一機組深調煤耗雖然略有增加，但當多個機組進行深調時，網內機組的運行方式可得到極大優化，啟停機組的成本大大降低，一次能源的利用率有效提高，這是火電企業在當下應該具備的大局觀。
既然選擇了遠方，就無懼風雨兼程。國網西北分部從2012年起即積極主動，綜合施策，相繼開展了調峰能力核查、調峰市場建設等一系列調峰管理工作，特別是在2017年配合西北調峰輔助服務市場的建設，分部創新開展了全網直調火電機組靈活性改造，要求直調機組在2018年底前具備40%—100%額定容量的調峰能力，而在這期間，敢于第一個吃螃蟹的，就是秦嶺電廠。
苦與甜：摸石頭過河破紀錄
秦地羅敷女，采桑綠水邊?！赌吧仙！纷鳛闈h樂府民歌的名篇，歌頌了采桑女羅敷的美貌和操守，而在險峻華山腳下的秦嶺電廠也秉承了羅敷女的顏值和高尚的品德。
對于如今西北電網的能源結構，秦嶺電廠副總經理邢勝利打了一個形象的比喻，他說，電網就是一張辦公桌，過去火電占據了很大的一塊地盤，頂多和水電分季節輪流壓陣，而現在風電、光伏也需要在這張辦公桌上辦公，還機動性很強，隨時都有走的可能，火電就要做那個托底的“安全墊”，要保證電網的安全。
“幾年前我們不愁發電，陜西省近一半的發電量都來自我們?，F在，發電結構和用電結構都發生了翻天覆地得變化，我們想發電，可靠過去的本事發電已經行不通了，必須要調峰，不調峰僅僅靠基數電量是無法養活這一大家子人的，可是怎么調峰，調峰到什么程度這是個很嚴峻的問題，勢必要面對很多未知的困難，可問題就是用來解決的，我們必須干，還要干好?！边@位在記者面前談深調初衷的人是2017年12月才接任秦嶺電廠總經理、黨委副書記的馬國斌，有著三分俠氣，一點素心，如果單看廠齡，他是位不折不扣的“新人”，可就是這位新人帶領著領導班子成員一起接下了機組深度調峰的重擔，許下了一定要實現的重諾。
萬事開頭難，邢勝利告訴記者，深度調峰簡單來講就是電廠降出力、發電機組超過基本調峰范圍進行調峰的一種“更高級”的運行方式，而這種深度調峰，首先要攻克的就是鍋爐燃燒穩定性、環保和輔機系統安全性等因素的制約，秦嶺電廠的機組如果要做深調機組就要明白自己的優劣勢。
“我們的機組是純凝間接空冷機組，凝汽器真空易受環境溫度影響，夏季機組出力波動很大，很難準確了解機組每日出力，這是我們的弱勢。但是我們已實現全負荷脫硝、7號機組的AGC性能在西北電力調控分中心直調機組里排名第一，這些是我們的優勢，取長補短，挑戰深調新技術的底氣我們有?！毙蟿倮蛴浾叻治龅馈?/p>
記者了解到，秦嶺電廠為深調做了大量前期工作，例如利用大數據分析技術準確預測出了不同時間段機組的最大出力，并且將時間精確到了小時；通過對機組協調系統邏輯的不斷優化保證調峰的穩定性及快速性；對鍋爐給水流量、風量、一次調頻等控制和保護邏輯進行修改和完善，并增加斷煤自動投油的邏輯，以保證機組安全；制定《深度調峰18萬千瓦負荷運行技術措施》和《深調事故預案》，組織各專業進行反復討論，修改完善技術措施。將措施下發各值進行學習和討論，并組織各值班員在仿真機上進行演練，確保每位值班員在機組深調期間的每項操作能夠做到心中有數，保證發生異常情況臨危不亂等等多項縝密的工作，可以說全專業聯動，全員齊努力來確保深調工作可以成為現實。
萬事俱備，只欠東風。秦嶺電廠在2017年末選擇了7號機組作為實驗機組，并對鍋爐進行了最低不投油負荷穩燃試驗和性能試驗，通過了西安熱工院深度調峰第三方認證，之后將試驗申請書、安全承諾書、深調報告書等上報國網西北電力調控分中心和國網陜西公司，申請參與深度調峰。
“那天是周四，下午兩點半，西北電力調控分中心對我們的7號機組開展了負荷低至18萬千瓦不投油穩燃AGC閉環深調實驗?！鼻貛X電廠運行部負責人徐勇還清楚地記得當時的情景，大家都很忐忑，空氣里彌漫著不可名狀的緊張氣氛，讓人感覺時間過的很慢。
“試驗煤質下18萬千瓦負荷，投運A、F磨，7號鍋爐SCR入口煙溫分別為318.0攝氏度和320.3攝氏度，投運層燃燒器噴口溫度分別為1204攝氏度和125攝氏度，著火溫度、火檢信號和爐膛負壓波動正常，7號鍋爐在不投油助燃的條件下，具備18萬千瓦負荷深度調峰能力?！?/p>
近兩個小時的試驗，終于等到了天籟般的回應，整個實驗室傳來了響徹云霄的歡呼，7號機組不僅通過了深調審核，還成為首臺深調能力達到額定負荷27.27%，突破極限的66萬千瓦火電機組，創造了新的深度調峰記錄。
此記錄的誕生也意味著秦嶺電廠在搶占深調市場上邁出了最關鍵的一步，而這一步承載了太多的希望。
秦嶺電廠副總工程師兼營銷部主管魏三革給記者算了一筆賬，參與機組深度調峰運行后，每小時帶來凈經濟效益4.5萬元的電價補償，每天深調10個小時，將補償45萬元，這讓他們這些跑“糧票”的人也更加有勁頭了，覺得再辛苦再累也值。
據了解，截至目前，西北電力調控分中心直調火電廠已有80%的機組開展了靈活性改造，52%的機組實現了40%額定容量的深調能力，共計可釋放調峰空間143萬千瓦，預計年度可增發新能源電量約41億千瓦時，而僅2017年1年，西北直調機組通過有償深度調峰就獲利4238萬元。
辣：天道酬勤胸有丘壑
對于西北電網而言，電網用電空間少，輸電通道輸送能力弱，安全運行水平低，新能源發電無規律是共同存在于新能源消納道路上的“絆腳石”。要想實現新能源消納水平的有效提升，必須同時克服這四個苦難，而這在全國范圍內都沒有先例。
“沒有先例可循，自己就是先例；沒有前人指路，就自己趟出一條路。”這段話是西北電力調控分中心寫在2017年年終工作總結中的一段話，讀來震撼，能深刻領會到西北電網人不破樓蘭終不還的豪情壯志。
“新能源消納，不僅僅需要火電深度調峰，阻礙消納的頑疾需要用‘猛藥’，要多管齊下?！睆堈裼钤陔娋W調度工作20余年，對目前西北電網存在的問題有著深刻的了解和自己獨到的見解。
“我們從運用科學手段、挖掘電網消納空間潛力、拓寬新能源外送通道、保證電網安全等多個方面來促進新能源消納。比如通過分析新能源資源特性，優化電網設備檢修和年度交易計劃，掌握新能源實際發電能力，規范新能源受阻電量統計方法；建立新能源消納量化分析模型，對電網新能源承載力進行分析測算，為提升新能源消納水平提供指導和措施建議；打開區外消納市場、降低跨省壁壘，深挖網內消納空間等等，這些工作實施后展現的效果告訴我們一切皆有可能。”
采訪中記者了解到，西北電網在全國電網系統有多個“首”：
其一，建成全國首個計及高占比新能源特高壓直流送端電網自動電壓控制系統。這個控制系統被稱為電網無功調節“智慧大腦”，可以實現電壓全過程管控及大電網多無功資源和多電壓等級的協調控制，提升了新疆與西北電聯網通道輸送能力90萬千瓦。
其二，首次在國內提出了新能源納入備用計算、全網共享備用的原則，建立了以新能源為核心的大電網備用統籌新模式，2017年增發新能源電量約205億千瓦時。
其三，首次在國內提出了輸變電設備停電工作新能源受限分級及預警機制，通過優化減少設備總停電時間78天，減少新能源棄電約48億千瓦時。
其四，創新性開發了主控區置換、陜青調峰互濟、甘新聯網通道互濟、援疆電量庫等短期交易品種，2017年通過各類短期交易消納新能源85.92億千瓦時。
其五，創新性搭建了西北電網新能源切機互聯協控平臺，首次提出將新能源納入高頻切機防線，提升了電網抵御事故沖擊的能力和新能源關鍵外送通道的輸電能力。控制的新能源場站數及容量均居國網“之最”。
其六，首次在國內提出光伏、風電分段參與大電網快速頻率響應系統性指標，完成電網實際頻率擾動下新能源快速頻率響應系統性試驗，并將新能源參與電網頻率控制內容納入《電力系統網源協調管理技術規范》。
“我們在陜北還建立了虛擬電廠調度控制系統，目前正在實驗階段，我們的目標是實現智慧調度?！睆堈裼顚ξ鞅彪娋W的未來充滿信心。
披星戴月沐風雨未曾迷茫，欺山趕海踏雪徑也未彷徨。2017年，西北電網新能源年發電量突破千億，同比增長36.4%；棄電量、棄電率均同比降低，扭轉了新能源消納的不利局面，開啟了西北電網新能源消納發展的新紀元。