美国五大光热电站发电量攀升过渡期分析

美国开发的五个大型光热电站率先将槽式和塔式技术推向了百MW级以上的大规模商业化应用，大规模电站从投运到达到设计发电目标往往需要一段时间进行系统的磨合和运营的优化以逐渐达到最佳运行状态，这段时间被称为学习过渡期。自2013年10月至今，这五大电站中的部分光热电站已经运行了两个完整年度，其实际的发电表现孰优孰劣?谁的发电量攀升至设计值需要的过渡期最短?笔者为此进行了统计分析。

单纯地从实际发电量与设计发电量的对比来看，槽式无储热电站的表现最佳，Genesis Solar在2015年全年的发电量达到621454MWh，达设计年发电量的107%;Solana电站在2015年全年的发电量达到718843MWh，达设计年发电量的76%;Ivanpah电站2015年度总发电量达到670467MWh，达设计年发电量的62%。这三大电站的投运时间相近，排除各自需要的学习过渡期的因素影响，槽式无储热电站看起来更易达到设计发电目标。

表：美国五大光热电站信息简表

表1绘出了自2013年8月到2016年8月五大光热电站的月发电量曲线，这五大电站在地理位置上虽分布于内华达、加州和亚利桑那州三个州，但这三州交界，其电站所处地理位置实际的天气情况和太阳辐照资源相差并不大，从表中可见五大电站在不同月份发电输出的高峰低谷有明显重合。因此，对比这五大电站的实际表现也相对更具有参考价值。

表1：五大光热电站单月发电量曲线图

表2绘出了自2013年8月到2016年8月三年间这五大光热电站的年发电量(非自然年，按每12个月的发电量统计)相对设计年发电量的比值曲线，从中可见，Genesis在多个连续12个月内的发电量超出设计发电目标，且发电表现已趋平稳。

表2：五大光热电站实际年发电量/设计年发电量曲线图

从中可见，Genesis和Mojave两个槽式无储热电站的爬坡曲线相对更陡，这意味着其实际发电能力可以更快的达到设计发电目标，需要的学习过渡期更短，塔式DSG电站Ivanpah的爬坡曲线则较为平缓，这也与其设定的需要四年的学习过渡期相一致。新月沙丘熔盐塔电站目前在记录的发电量数据较少，其发电量的攀升曲线目前来看还不具有太大参考价值。

总体而言，槽式电站方面，槽式无储热电站相对配储热的Solana电站的实际发电表现更容易达到设计目标，可能是因为配置储热系统后，系统的复杂程度增加，需要更长的时间磨合过渡。塔式电站方面，因塔式技术的商业化成熟案例本身非常之少，Ivanpah电站和新月沙丘电站均是塔式技术的创新性里程碑之作，其发电量攀升相对槽式电站慢也在预期之中。

注释：本文中所列出的发电量均为实际上网电量，数据来源于EIA。