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电力规划设计是实现电力革命的重要技术保证
发布时间：2022年12月30日 来源：天科电力 浏览次数：电力作为重要的能源形式之一，是一个国家实现现代化的基础，而规划设计则是实现电力革命、确保电力安全的重要技术保证。
身处能源结构调整的涤荡大潮，在共和国电力勘测设计这个大家庭里，中国能建规划设计集团东北电力设计院有限公司迎来了自己70岁的生日。从1950年我国第一家电力设计机构——东北电管局设计处成立，70年的历史长河，电力规划设计始终与我国电力行业发展相伴，绘就了一幅电力工业发展的恢弘画卷。
火电设计的发展 勇挑重担
我国资源禀赋具有“富煤、贫油、少气”的特点，煤炭可开采储量1150亿吨，位居世界第三。一直以来，我国以煤电为主的火力发电量占全国80%以上，2019年该数值仍超过72%，可以说火电在我国电力工业中发挥着基础性作用。从1950年至今，火电设计的发展大致经历了四个阶段，中国能源建设集团规划设计有限公司（以下简称“规划设计集团”）在其中扮演了重要的角色。
新中国成立后，我国构建了自己的火电设计体系。二十世纪五十年代，规划设计集团下属设计院参与设计的中国齐齐哈尔5000千瓦发电厂、天津2.5万千瓦第一发电厂、田家庵4台6000千瓦发电厂、户县电厂5万千瓦二期先后投运，揭开了我国火电自主化设计的第一页。二十世纪六十年代以后，北京东郊热电厂10万千瓦二期、吴泾12.5万千瓦热电厂、朝阳20万千瓦电厂、姚孟30万千瓦亚临界电厂相继投运，我国持续取得容量和技术上的突破。历经近三十年的发展，规划设计集团帮助我国逐步形成了较为完整的火电设计体系。
改革开放以来，我国通过“引进—消化—吸收”国外先进技术，进一步提升火电设计能力。在石横电厂一期、平圩电厂一期两个项目中，我国首次成功引进了美国30万千瓦、60万千瓦电厂设备制造和设计技术。经过十余年的加速发展，我国实现了先进大型发电机组的国产化，年发电增长量从400亿千瓦时增加到800亿千瓦时。这时一年的增长量，相当于建国初期前八年发电量的总和。通过引进和吸收国外先进设计技术，我国加快了与世界先进水平对标的步伐。
九十年代末，为了解决电厂自动化控制水平低、投资组成不合理、经济性差等难题，为21世纪电厂的设计发展指明方向，我国于1997年开始实施“2000年示范电站”建设计划，开启了自主设计的新篇章，推动了以设计为引领的行业革命。
在此期间，规划设计集团先后参与建成了准格尔电厂二期、石嘴山电厂、黄石电厂、沁北电厂一期等多个示范电站。其中，沁北电厂一期首次实现了60万千瓦超临界机组的国产化。通过实施“2000年示范电站”计划，我国电厂设计技术逐渐跻身世界先进行列。
进入21世纪，我国火电设计技术实现了世界领跑。
近年来，我国蒙西、陕北、新疆、宁夏等煤电基地建设不断加快，火电设计技术创新的成果被大量应用到基地建设中。2020年，九大基地总装机容量预计将达到26393万千瓦，形成完备的“西电东送”能力。随着“一带一路”倡议的实施，我国的火电设计技术从当初的“引进来”发展到今天的“走出去”。
规划设计集团海外项目——巴基斯坦中电胡布电厂、印尼芝拉扎电厂三期等经典项目相继建成，进一步在世界上擦亮了“中国设备、中国技术、中国标准、中国施工”的品牌。国家电投中电胡布燃煤发电项目（2×660MW）
中电胡布燃煤发电项目
清洁能源发展成为当前设计技术研发热点
除了火电，水电、核电、新能源发电等清洁能源也是我国重要的发电形式。它们一起构成了我国完备的电力工业体系，推动了能源清洁化的不断向前发展。
我国水电资源丰富，技术可开发装机容量5.42亿千瓦，经济可开发装机容量4.02亿千瓦。自1960年我国自行设计的第一座水电站——浙江新安江水电站投产，七十年来，我国陆续建成了刘家峡、岩滩、葛洲坝、三峡、溪洛渡、糯扎渡、向家坝、小湾等举世瞩目的大型水电项目，水电设计技术达到了世界领先水平，并实现了对外输出，苏丹的“三峡工程”——麦洛维水电站就是其中的代表。截至2019年底，我国大陆水电装机总容量为3.56亿千瓦，年发电量13019亿千瓦时，是我国第二大发电形式。世界前20大水电站，中国占了11座。
大型水电站的电力外送也推动了我国输变电技术的飞速发展。我国第一条超高压线路——330千伏刘家峡—天水—关中输变电工程、世界首条特高压直流线路——±800千伏云广特高压直流工程就是刘家峡、小湾等水电项目的配套送出工程。三广、三沪、向上、溪浙等直流工程也是为了三峡、向家坝、溪洛渡等水电送出建设的。如今，广东省30%的电力来自水电的西电东送，输送电力的价格要比当地电价低0.2元每千瓦时。
要说稳定高效的发电形式，那当属核电。1994年，我国第一座核电站——秦山核电站投运。如今，秦山核电基地总装机容量656.4万千瓦，年发电量约500亿千瓦时，已经发展成为我国机组数量最多、堆型最丰富、装机最大的核电基地。
近三十年来，我国先后在沿海地区建成了大亚湾、田湾、福清、宁德等13个核电基地。其中，台山核电站创造了175万千瓦的世界最大核电单机容量记录。依托于这些项目，我国核电设计技术也实现了从第一代到第二代、再到第三代的跃进。
台山核电
近年来，我国在引进国外先进技术的基础上，研发出ACPR1000+、ACP1000、CAP1400等核电技术方案，实现了百万千瓦机组的国产化。2014年，我国又推出了拥有完全自主知识产权的三代核电技术——华龙一号，并在2015年启动建设的福清核电站5号机组加以应用，开启了我国从核电大国向核电强国转变的新篇章，也为我国核电技术“走出去”创造了条件。
截至2019年底，我国共有47台商用核电机组在运行，总装机容量达4874万千瓦时，年发电量3487亿千瓦时，装机规模已跃居全球第三，在建规模世界第一。核电带来了巨大的社会经济效益，每年可减少燃烧标准煤1.1亿吨，降低排放二氧化碳2.87亿吨。近年来，我国还开展了在西部内陆建设核电站的规划论证工作。
近年来，新能源的发展潜能巨大，风光无限。新能源发电始于上世纪八十年代的风力发电，目前主要包括风电、光伏发电、光热发电等形式。我国陆地太阳能理论储量1.86万亿千瓦，风能理论储量32.26亿千瓦，资源禀赋丰富。
截至2019年底，我国风电装机21005万千瓦，太阳能发电装机20468万千瓦，分别占我国发电装机总容量的10.4%和10.2%。风力发电量4057亿千瓦时，太阳能发电量2238亿千瓦时，分别占发电总量的5.5%和3.1%。新能源发电可让我国每年减少燃烧标准煤近2亿吨，降低排放二氧化碳5亿吨。
近二十年来，我国建设了大量的风电和光伏项目，风电单机容量从最初的55千瓦发展到如今的8000千瓦，光伏电站发电容量也从最初的1兆瓦发展到如今的几百兆瓦，核心技术全部实现了国产化并达到世界领先水平，产业链条也日臻完善。
近十年来，拥有良好全天候发电性能的光热发电设计技术快速发展起来。规划设计集团参与的中控德令哈塔式、中广核德令哈槽式、大成敦煌线性菲涅尔式以及哈密塔式等项目是我国首批光热示范建成项目的代表，摩洛哥努奥150兆瓦塔式光热项目、迪拜950兆瓦“光热+光伏”混合发电项目则在世界上向世人证明了“中国光热”一流的设计品质。
努奥三期光热电站项目
近年来，随着新能源发电的系统接纳问题日益严重，新能源发电呈现出两个转变：一是市场从“政策导向型”向“市场决定型”转变；二是技术从“波动随机型”向“友好可控性”转变。在此背景下，能够多能互补的基地型大规模综合能源，以及能够灵活独立运行的分布式能源，就成为新能源发电的主流建设方向，相关的设计技术研发工作也成为当前的热点。
创造中国电力 未来注定可期
七十年来，我国电力工业实现了从小到大、从弱到强、从追赶到引领的巨大飞跃。2019年，中国大陆发电总量约7.33万亿千瓦时，占全世界的四分之一，超过美国60%以上。无论火电、水电，还是核电、新能源发电，各种形式的发电量几乎都是世界第一。正是因为有了电力的充分保障，我国经济得以高速发展，在钢铁、煤炭、水泥、化肥、机床、高铁、高速公路、船舶、医药、食品、家电、电脑、手机等产品领域，产量全面雄居世界首位。
进入新时代，我国经济已由高速增长阶段转向高质量发展阶段。践行“创新、协调、绿色、开放、共享”五大发展理念，构建清洁低碳、安全高效的能源体系，成为电力工业今后努力的方向。未来很长的一段时间内，火力发电仍将扮演着“压舱石”的角色，为我国电力供应提供充足的安全保障。在中、东部地区适当布局安全支撑性电站，在西部地区建设“煤电风光储一体化”综合电力安全保障基地，是今后火电建设的主要方向。因此，进一步降低能耗和污染物排放，尤其是降低二氧化碳的排放是火电应用技术提升的关键。
近年来，一些采用先进设计技术的示范项目正在建设，如采用高位布置、二氧化碳捕集封存技术的神华锦界电厂三期项目，采用高低位布置双轴二次中间再热技术的申能平山电厂二期项目等等。
这些新技术的应用，是火电设计技术又一次革命性的尝试。同时，开展产业合作，形成不同行业、产业间能源利用形式的互补，实现资源梯级利用，形成跨行业的能源耦合，进一步降低能耗，提高能源利用效率，进而降低排放总量，将成为我国能源革命的新方向。
在引导火力发电继续发挥基础性作用的同时，大幅提高水电、核电、风力、太阳能等清洁能源电力占比，形成非化石能源为主的电源结构，是电力系统转型、建设新一代电力系统的重要标志，也是实现能源转型的主要支撑。
到2035年，我国计划风电、光伏装机均达到6亿千瓦，水电装机达到4.8亿千瓦，核电装机达到2亿千瓦，发展潜力巨大。对于清洁能源的开发，将以提高消纳为目标，以储能技术为突破口，依托精细化功率预测、优化调度、储能集成等手段，以“煤电风光储一体化”“水电风光储一体化”“风光储一体化”“风光热储一体化”为主要模式，建设一批“系统友好型”的综合能源基地，在保障受端地区电力安全的基础上，促进送端地区清洁能源的开发利用，带动能源电力产业的转型升级，实现我国能源结构调整的发展目标。规划设计集团设计的张北风光储输示范工程、鲁能海西风光热储示范工程就是践行这一思想建设的综合能源基地典范。
