退役火電機組實施調相改造前景幾何
來源：電聯新媒 時間：2025-07-03 11:16
在構建新型電力系統與實現“雙碳”目標的進程中，高效盤活存量火電資產至關重要。推動老舊機組延壽改造，使其從主力發電轉向電網調節支撐，是實現資源集約化利用和經濟性最優的戰略選擇。
當前新型電力系統的核心矛盾在于：風電、光伏等波動性強、調節能力弱的新能源占比激增，導致電網電壓失穩風險驟升。而傳統火電依賴“以發電量換電壓”的調節方式，存在響應慢、設備損耗加劇、備用機組頻繁啟停成本高昂等弊端。
在此背景下，提升火電機組的調相能力成為破解高比例新能源電網穩定難題的關鍵。調相能力本質是動態調整發電機工作狀態以穩定電網電壓的技術，如同為火電機組裝上了“智能電壓調節器”。它能依據電網電壓實時變化，在毫秒級時間內自動增壓或泄壓，近乎零燃料消耗地維持電壓穩定。這種“低耗能空轉”的能力，使火電機組擺脫了“必須產電才能調壓”的束縛，為新型電力系統構建提供了不可或缺的關鍵支撐。
對淘汰關?；痣姍C組實施調相功能改造，能夠為電力系統提供動態無功支撐，對提升電力系統安全穩定性、提高國有資產利用效率、落實關?；痣姀S人員安置、節約全社會用電成本具有重要意義。目前，火電機組調相功能改造處于探索初期，需要優選改造方案和應用場景，明確成本疏導機制。
火電機組調相功能改造可作為火電轉型的重要路徑
調相機是保障電力系統電壓穩定的重要手段
新型電力系統中，作為系統的“穩壓器”的火電逐步退出，新能源大規模并網，電力電子設備廣泛接入，系統的電壓支撐和調節能力降低，系統電壓穩定問題凸顯。新能源高占比地區暫態過電壓問題突出，可能超過設備高電壓穿越或低電壓穿越的耐受水平，造成新能源大規模脫網或設備損壞，制約新能源送出能力。直流輸電對電壓波動的耐受水平低于交流，電壓的小幅波動就可能導致直流換相失敗的故障，進而引發有功和無功功率大幅波動，威脅電網運行安全。
調相機的無功補償容量大，彌補了靜態無功補償裝置瞬態電壓支撐能力不足的短板，可提供全時間尺度的電壓支撐能力。一是瞬態方面，在故障發生導致電壓跌落的幾毫秒到幾十毫秒內，可快速釋放無功功率，抑制電壓跌落的幅度和速度。二是暫態方面，在故障恢復的幾秒到幾十秒內，可提供超過調相機額定容量1.5倍甚至更多的無功支撐。三是穩態方面，實現無功連續調節，可提供感性和容性無功。
火電機組調相功能改造的綜合效益突出
通過對火電機組實施調相功能改造，可以發揮巨大的安全、經濟、社會等綜合效益。
一是可以提供電壓支撐和轉動慣量，在保障電力系統安全穩定運行方面作出積極貢獻。退役關停機組轉變為調相運行模式后，可以保持局部電壓支撐能力，并可向系統提供慣量，提高系統的電壓穩定和頻率穩定水平。
二是可以降低能源轉型發展的系統成本，節約全社會用電成本。依據運行模式，可分為單一調相運行、發電和調相離線切換運行、發電和調相在線切換運行三種改造方案，改造成本均遠低于新建調相機成本。
三是可以提高退役國有資產利用率，激發火電企業經營活力。結合當前煤電關停計劃與電網特性情況，改造能充分挖掘出退役資產的剩余價值，提高國有資產的全生命周期利用率，同時緩解人員安置等壓力。
火電機組實施調相功能改造已有成功應用案例
美國Eastlake和Lakeshore電廠完成6臺發電機的調相功能改造，共提供無功容量138.5萬千乏，提高接納區外來電的能力。墨西哥CTG Universidad電廠，將兩臺汽輪發電機進行調相功能改造，共可提供4.2萬千乏（遲相）、-2.8萬千乏（進相）的無功容量，發電模式和調相模式之間可在線切換。英國Desside電廠將兩臺燃氣機組進行調相功能改造，可以提供300萬千伏安秒的慣量，參與英國國家電網公司的“Stability Pathfinders”計劃，按用戶需要的慣量進行報價、提供服務，2021年平均價格為2歐元/萬千伏安秒/小時。
火電機組調相功能改造的適用場景
根據國家發改委、國家能源局印發的《全國煤電機組改造升級實施方案》（發改運行〔2021〕1519號）要求，淘汰關停的煤電機組“關而不拆”，原則上全部創造條件轉為應急備用和調峰電源?！笆奈濉逼陂g，煤電機組要形成并保持1500萬千瓦的應急備用能力。調相功能改造，可在“關而不拆”轉為應急備用電源的火電機組中進行優選，并綜合考慮并網方案、機組容量、響應速度、運行年限等因素，進行差異化改造。
特高壓直流落點近區的火電機組，宜優先進行調相功能改造，以保證外來電力的受入能力
直流輸電的換流器運行過程中需要消耗無功功率，電壓波動可能導致直流換相失敗等故障，因此，換流站要配備提供無功功率和支撐電壓的設備。在多回特高壓直流集中饋入的地區，電壓穩定問題更為突出?？蓛炏冗x擇位于特高壓直流落點半徑50千米范圍內，并且接入500千伏電網的30萬千瓦機組，實施調相功能改造，能夠為電網提供較強的電壓支撐能力，尤其是嚴重電壓跌落故障時提供瞬態無功支撐，提高直流受入能力。
高受電比例受端負荷中心的火電機組，可適當進行調相功能改造，以應對本地新能源快速發展帶來的電壓失穩問題
隨著大城市等負荷中心火電逐步關停，對外來電依賴加大，高受電比例受端電網的本地電源少、電壓支撐能力不足。新型電力系統建設背景下，新能源發電快速、大規模接入并網，但新能源機組不具備常規機組的電壓支撐能力,導致系統無功儲備減少，系統電壓失穩的風險進一步增加?？紤]新能源廣泛接入的分布式發展模式，宜在高受電比例受端負荷中心實施調相功能改造，優先選擇接入500千伏或220千伏電壓等級的機組實施改造。其中，位于電壓薄弱點、容量大、響應快的機組提升電壓穩定性的效果更明顯。
火電機組調相功能改造，需堅持差異化原則，謀求改造效益最大化
對于關停、等容量替代、上大壓小的機組，需綜合考慮機組運行年限、性能、改造后服役年限等因素，選取差異化改造方案。運行年限在25年以上的，可采取單一調相模式的改造方案，改造后服役年限一般為15年左右，綜合成本較低；運行年限為15~20年且列為“關而不拆”的應急電源，可采取發電和調相切換運行的改造方案，改造后服役年限一般為15年左右，若對發電機進行整機更新，服役年限可延至30年，但綜合成本也隨之增加。
相關建議
一是將火電機組調相改造作為火電轉型途徑之一，推動火電向基礎保障和系統調節并重轉型。建議由政府主導，電源企業、電網企業協同參與，因地制宜開展火電機組調相改造試點應用，探索相關管理方式和運營模式。
二是加強電源企業和電網企業合作，聯合制定火電機組調相改造方案。建議統籌考慮電力系統特性、火電機組位置和容量等因素，由電源企業和電網企業聯合確定火電機組調相改造的規模、布局和清單。實施調相功能改造的機組納入調度統一管理。
三是出臺調相改造補償政策，鼓勵“關而不拆”的應急備用電源進行調相改造。建議在保留原有應急機組相關優惠政策的基礎上，拓寬調相改造項目投融資渠道，并加大優惠信貸支持力度。
四是建立調相改造技術標準，有效保障改造機組的良好性能。建議針對機組設備改造的技術工藝和改造后的并網方案，提出明確技術標準，確保機組改造后具有較高的調相性能，有效發揮保供和電壓支撐作用。（作者：國網能源研究院有限公司 張琛 王光達 吳洲洋）
責任編輯：于彤彤
