高地沙漠发电厂：为加州赋能

这相当于您的汽车，加的每一升油，都可行驶更多里程：830 兆瓦高地沙漠联合循环燃气电厂位于加利福尼亚州圣贝纳迪诺县，业主为 Avenue Capital，由 MRP 负责运营，通过升级改造，电厂在高温天气的发电量增加了 60 多兆瓦，也让其成为加州最高效的热力发电设备之一。

高地沙漠发电项目展示了包括管理电网稳定性、应对电力调度需求，和可再生能源输出波动等问题的多种方案，能够充分利用现有资产的潜力，在风力和日照不足期间，提供随时可用的电力。

多年来，西门子能源团队在高地沙漠发电厂已经完成了多次升级改造。

2018 年，该电厂经历了从 FD2 机型到 FD3 机型 的改造，使每台机组增加了 12 兆瓦的发电量。最近一次改造是对三台西门子能源 SGT6-5000F 燃气轮机进行先进透平效率（FX）升级，和先进超低氮氧化物燃烧器（ULN）的升级，对发电机也进行了相应的升级。此外，还采用了新型西门子能源变压器，以实现更高的电力输出。

总体而言，升级改造后输出功率增加了 60 兆瓦，相当于为电网增加了一个新的电厂。氮氧化物在排放控制前减少了 64%，从而大大减少了氨的使用。一氧化碳排放减少了 50%。热耗也得到了改善，这有助于提高设备效率和延长使用寿命。此外，ULN 燃烧器的改造还为将来利用氢气作为燃料提供了可能性。

加州一直是能源转型的先驱。2018 年颁布的立法规定，到 2045 年，该州的所有零售电力都必须完全来自可再生和零碳能源。到 2030 年，至少 60% 的电力必须来自可再生能源。加利福尼亚州的生产总值为 3.4 万亿美元（2021 年），是美国各州中经济规模最大的州；如单独计算，也是继德国之后世界第五大经济体。这一先锋角色使加州的能源生产商获得了应对电网停电和断电等挑战的第一手经验。这也为 MRP 等电力供应商提供了优化资产和从现有设施中获取最佳性能的机会，高地沙漠发电厂就是一个很好的证明。

MRP 目前在加利福尼亚州、得克萨斯州、弗吉尼亚州、伊利诺伊州和西弗吉尼亚州管理着约 3,000 兆瓦的发电资产，这些资产既有已经投入运营的，也有正在建设中的。在加利福尼亚州，MRP 是建设公用规模太阳能发电项目和电池储能系统的市场领导者，因此在实现该州的去碳化标杆方面发挥着重要作用。考虑到建设新电厂所需的成本、时间和流程，为了确保在这一持续的转型过程中提供可靠且价格合理的电力供应，该公司与西门子能源就如何从其传统资产中获得最大性能进行了接洽。

在 2018 年至 2023 年期间，我们帮助合作伙伴 MRP 制定了 "量身定制 "的解决方案，通过对高地沙漠电厂设施及其三台西门子能源 SGT6-5000F 燃气轮机进行全系统升级，来提高效率。

这一切始于一项可行性研究，以确定如何改进现有的联合循环发电厂及其组件，从而提供更多的可调度电力、更低排放和更低热耗，在加州的去碳化进程中发挥更大作用。在讨论了研发方面的新进展以及如何将其用于兆瓦级增益和热耗降低之后，我们首先对性能升级进行了建模，随后成功实施了今天的高地沙漠发电改造项目。还需强调的是，这一项目的重要执行工作都是在2020-2021年新冠肺炎大流行的高峰期开展的。

高地沙漠电厂升级改造项目在能源转型的多个层面上都迈出了第一步。得益于该服务项目，先进的透平设备现在能以更低的一氧化碳和氮氧化物排放运行，随时准备通过电网向更可持续的能源系统提供稳定且经济的电力。此外，该设施还在其他方面为未来做好了准备： SGT6-5000F 燃气轮机目前已具备 30% 的掺氢燃烧能力，凭借领先的专业技术能力，西门子能源产品组合中的所有燃气轮机预计在 2030 年前实现 100% 燃氢运行。

我们的专家通过安装网络安全措施来保护最先进的数字控制系统免受入侵和攻击，从而进一步增强了高地沙漠电厂的韧性。由 EOS.ii™ 提供支持的托管检测和响应 (MDR)，利用机器学习、人工智能和我们深厚的运营技术专业知识，使 MRP 的安全团队能够了解该发电厂的运营情况，而该发电厂是加利福尼亚州关键基础设施的重要组成部分。

总而言之，通过采用这些措施，电厂能够提供大量的可供快速调度的能源，使电网更加强大和稳定，而与建设新电厂相比，高地沙漠电厂透平设备升级改造所需的时间、精力和成本则要少得多。更高的发电能力和稳定性不仅为加州的消费者带来了福音，对MRP 的商业地位也是如此。在未来的氢经济时代，燃气轮机将不会成为搁浅资产，因此该公司已经开始考虑其他多种方案，以逐步实现运营的进一步去碳化。

MRP 只是全球众多选择西门子能源为未来开发可持续解决方案的电力供应商之一，高地沙漠电力项目展示了我们如何帮助客户从其投资组合中的资产中获得额外收益，并提供安全可靠、可持续且经济的电力。不同国家和地区的框架条件可能会有所不同，因此我们在开发量身定制的解决方案时也会采取灵活、适应性强的方式。世界大部分地区对能源的需求可能会继续增长，能源系统的各个方面也需要做相应的扩展。在不同的地区，这一步伐或快或慢，或不尽相同，但都是在符合其特定环境的情况下，朝着碳中和的目标稳步前行。

作为综合性能源技术公司，我们的 94,000 名员工，面向整个能源价值链，始终与客户携手向前，为其提供解决方案，助力其实现能源转型： 无论是创新产品还是传统产品和服务，都在帮助客户引领变革，实现能源系统的去碳化，并提高工业效率。