随着我国作出“碳达峰、碳中和”承诺，并要求到2030年我国风电、太阳能发电总装机容量达到12亿千瓦以上，火电机组由传统提供电力、电量的主体性电源，向提供可靠电力、调峰调频能力的基础性电源转变，火电机组“压舱石”托底作用日益凸显。
国家发展改革委、国家能源局于2024年12月20日印发了《电力系统调节能力优化专项行动实施方案（2025—2027年）》，指导各地各有关单位积极推进系统调节能力提升，促进新能源消纳，提升顶峰供电能力。作为网源协调的一项重要内容，火电机组的深度调峰能力变得越来越重要。
什么是调峰？
电网的负荷曲线是连续的波浪线，有“高峰”，也有“低谷”，需要根据负荷的高低变化调整发电机出力，这就是“调峰”。在以往以火电为主力电源的电力系统中，调峰相对容易，但随着风电、光伏等新能源发电迅猛发展，为调峰带来了新的挑战，于是专业技术人员开启了深度调峰的大门。
什么是深度调峰？
近年来，随着“双碳”目标的提出，风电、光伏等新能源发电迅猛发展，新能源装机占比显著提高。由于新能源发电具有显著的间歇性、波动性、随机性特征，极热无风、极寒少光，给电力系统电力电量平衡和安全稳定控制带来挑战。
这就要求火电机组发挥调节性和保障性电源作用，在风力和光照充足时，降低火电机组出力，增大调峰空间，促进清洁能源消纳；在风力和光照不足时，增加火电机组出力，填补因新能源发电不足导致的功率缺口。
▲新能源装机占比显著提高，要求火电机组发挥调节性和保障性电源作用
一般来说，火电机组调峰的“范围”约是其额定出力的50%左右，但为了促进新能源并网，火电机组需要进一步在50%额定负荷以下进行调峰，即所谓的深度调峰。在当前的政策要求和技术条件下，火电机组调峰深度已经普遍降至20~30%额定负荷。
深度调峰的精妙设计，让人联想到一首奏鸣曲的诞生过程——这中间不仅有作曲家对乐器性能的深度挖掘，也展现出音乐结构与情感表达的完美结合。而在深度调峰的过程中，也存在着“乐器”“乐章”以及负荷波动体现出的“情感表达”，我们可以带着“乐感”来感受下电力深度调峰的魅力。
国网冀北电科院充分发挥专业建制齐全的优势，围绕机组深度调峰运行，支撑行业主管部门开展“三改联动”评估工作，编制辅助服务、并网运行管理、深调峰认证管理办法等政策文件。支撑调度机构开展煤电机组深度调峰运行可靠性研究，并广泛开展煤电机组深调峰认证试验工作，确保机组在深度调峰运行期间对电网提供必要的涉网性能支撑，为新型电力系统建设及安全运行保驾护航。
在做好支撑服务的同时，针对火电机组深度调峰运行领域的难点痛点，积极开展燃煤锅炉灵活运行工况下动态建模评估和优化技术、不同供热和发电负荷下机组运行方式优化技术、汽轮机深度调峰工况下针对性故障预警和诊断技术等研究，充分发挥网源两侧的纽带作用，推动源网协同友好发展。
一项项研究，汇集成一份份报告，深度调峰工作便有了“乐谱”，有章可循才能演奏好这首主题为“保供电、促消纳”的深度调峰“奏鸣曲”。
调峰能力是火电机组可以为新能源让出的负荷空间，我们可以想象这一过程——现在乐团开始演奏一段乐章，在原有乐器不变的前提下，需要加入新的乐器进来，能加入的乐器越多，涉及到的范围越大，演奏能力就越强。当然，这一切需要“巧妙地发生”，在听感上让听众无从察觉。
在国网冀北电科院技术人员的努力下，2021年全国首次实现火电机组在AGC方式下15%额定负荷深度调峰示范运行且具备全部涉网功能，建立深度调峰能力评价指标体系，攻克多维深度调峰性能诊断和优化技术，应用范围覆盖了华北区域内包括国家能源集团、大唐集团、华能集团、京能电力、国投集团、华润电力、陕西榆能等近60台火电机组，机组总容量超过30000兆瓦，机型涵盖300~1000兆瓦范围内的各种亚临界、超临界和超超临界机组。
深度调峰能力不断增强，具备深度调峰能力的“队伍”不断扩大，有助于电网的调节能力提升，张开怀抱迎接新型电力系统的加速到来。
供稿：电科院 王争明 张硕 赵艳
