本發(fā)明屬于太陽(yáng)能熱發(fā)電，尤其涉及一種基于高溫?zé)岜玫墓鉄岚l(fā)電系統(tǒng)及運(yùn)行方法。

背景技術(shù)：

1、隨著大量具有隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性等特征的光伏和風(fēng)電項(xiàng)目接入電力系統(tǒng)，以及火電等常規(guī)基荷、調(diào)節(jié)電源的逐步減少，給電力系統(tǒng)的運(yùn)行帶來(lái)了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，因光熱發(fā)電自帶大容量?jī)?chǔ)能系統(tǒng)，出力連續(xù)穩(wěn)定、可提供電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行所需的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和無(wú)功支撐、出力可快速、深度調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)性能優(yōu)于常規(guī)火力發(fā)電機(jī)組，促進(jìn)風(fēng)電、光伏等隨機(jī)性、波動(dòng)性電源的消納，對(duì)電力系統(tǒng)具有先天的友好性。但是，目前光熱發(fā)電系統(tǒng)的成本仍然較高，需要對(duì)光熱發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行降本增效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種基于高溫?zé)岜玫墓鉄岚l(fā)電系統(tǒng)及運(yùn)行方法，光熱發(fā)電系統(tǒng)包括低品位熱源系統(tǒng)、高溫?zé)岜孟到y(tǒng)和高品位熱源系統(tǒng)，相較于全部高品位熱源均由高品位熱源系統(tǒng)產(chǎn)生的傳統(tǒng)光熱發(fā)電系統(tǒng)，在一定程度上提高系統(tǒng)的效率，同時(shí)降低了投資成本。

2、本發(fā)明提供的技術(shù)方案為：一種基于高溫?zé)岜玫墓鉄岚l(fā)電系統(tǒng)，包括：

3、低品位熱源系統(tǒng)，所述低品位熱源系統(tǒng)中循環(huán)有第一儲(chǔ)熱介質(zhì)，所述低品位熱源系統(tǒng)被配置為通過(guò)低品位熱源加熱第一儲(chǔ)熱介質(zhì)；

4、熱泵系統(tǒng)，所述熱泵系統(tǒng)中循環(huán)有熱泵介質(zhì)，所述熱泵系統(tǒng)被配置為對(duì)所述熱泵介質(zhì)進(jìn)行升溫加壓；

5、高品位熱源系統(tǒng)，所述高品位熱源系統(tǒng)中循環(huán)有第二儲(chǔ)熱介質(zhì)，所述高品位熱源系統(tǒng)被配置為通過(guò)加熱后達(dá)到預(yù)設(shè)溫度的所述第二儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行發(fā)電；

6、其中，所述低品位熱源系統(tǒng)中加熱后的所述第一儲(chǔ)熱介質(zhì)用于對(duì)所述熱泵介質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱，所述熱泵系統(tǒng)中升溫加壓后的所述熱泵介質(zhì)用于對(duì)所述第二儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱。

7、作為優(yōu)選，所述熱泵系統(tǒng)包括充熱換熱器、放熱換熱器、熱加工模塊；

8、所述熱加工模塊的入口端連通至所述充熱換熱器的第一輸出端，所述熱加工模塊的出口端連通至所述放熱換熱器的第二輸入端；

9、所述放熱換熱器的第二輸出端連通至所述充熱換熱器的第一輸入端；

10、其中，所述熱加工模塊被配置為由所述光熱發(fā)電系統(tǒng)外部的能源裝置供能并對(duì)所述熱泵介質(zhì)進(jìn)行升溫加壓。

11、作為優(yōu)選，所述熱加工模塊包括壓縮機(jī)和電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)；

12、所述壓縮機(jī)的入口端連通至所述充熱換熱器的第一輸出端，所述壓縮機(jī)對(duì)從所述充熱換熱器吸熱后的所述熱泵介質(zhì)進(jìn)行升溫加壓處理；

13、所述壓縮機(jī)的出口端連通至所述放熱換熱器的第二輸入端，升溫加壓后的所述熱泵介質(zhì)在所述放熱換熱器內(nèi)放熱對(duì)所述第二儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱；

14、其中，所述電力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)由所述光熱發(fā)電系統(tǒng)外部的能源裝置供能驅(qū)動(dòng)所述壓縮機(jī)對(duì)從所述充熱換熱器中吸熱后的所述熱泵介質(zhì)進(jìn)行升溫加壓。

15、作為優(yōu)選，所述熱泵系統(tǒng)還包括膨脹機(jī)，所述膨脹機(jī)設(shè)置在所述放熱換熱器和所述充熱換熱器之間，且所述膨脹機(jī)與所述壓縮機(jī)之間機(jī)械傳動(dòng)連接；

16、所述膨脹機(jī)的入口端連通至所述放熱換熱器的第二輸出端，所述膨脹機(jī)的出口端連通至所述充熱換熱器的第一輸入端；

17、其中，所述熱泵介質(zhì)在所述膨脹機(jī)中絕熱膨脹從而降溫降壓并對(duì)外做功回收機(jī)械能。

18、作為優(yōu)選，所述熱泵系統(tǒng)還包括回?zé)崞鳎?/p>

19、所述回?zé)崞鞯牡谝惠斎攵诉B通至所述充熱換熱器的第一輸出端，所述回?zé)崞鞯牡谝惠敵龆诉B通至所述壓縮機(jī)的入口端；

20、所述回?zé)崞鞯牡诙斎攵诉B通至所述放熱換熱器的第二輸出端，所述回?zé)崞鞯牡诙敵龆诉B通至所述膨脹機(jī)的入口端；

21、其中，所述回?zé)崞鞅慌渲脼樽屧谒龇艧釗Q熱器中進(jìn)行過(guò)一次放熱后的所述熱泵介質(zhì)進(jìn)行二次放熱，以加熱被所述低品位熱源系統(tǒng)預(yù)熱后的所述熱泵介質(zhì)。

22、作為優(yōu)選，所述低品位熱源系統(tǒng)包括低品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元和低品位集熱單元，所述低品位集熱單元被配置為通過(guò)聚集的熱能加熱所述第一儲(chǔ)熱介質(zhì)；

23、所述低品位集熱單元的介質(zhì)輸出端連通至所述低品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元的高溫介質(zhì)輸入端，所述低品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元的高溫介質(zhì)輸出端連通至所述充熱換熱器的第二輸入端；

24、所述充熱換熱器的第二輸出端連通至所述低品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元的低溫介質(zhì)輸入端，所述低品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元的低溫介質(zhì)輸出端連通至所述低品位集熱單元的介質(zhì)輸入端。

25、作為優(yōu)選，所述低品位熱源系統(tǒng)為塔式飽和水系統(tǒng)，所述低品位集熱單元為塔式飽和水集熱器，所述低品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元包括飽和水儲(chǔ)熱罐和冷水儲(chǔ)罐，所述冷水儲(chǔ)罐與所述塔式飽和水集熱器之間還設(shè)置有除氧器；

26、所述除氧器的入口端連通至所述冷水儲(chǔ)罐的介質(zhì)輸出端，且所述除氧器的出口端連通至所述塔式飽和水集熱器的介質(zhì)輸入端。

27、作為優(yōu)選，所述高品位熱源系統(tǒng)包括高品位熱源集熱單元、高品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元、高品位換熱單元和高品位熱源發(fā)電系統(tǒng)；

28、所述放熱換熱器的第一輸出端連通至所述高品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元的高溫介質(zhì)入口端，所述高品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元的低溫介質(zhì)出口端連通至所述放熱換熱器的第一輸入端；

29、所述高品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元的低溫介質(zhì)出口端連通至所述高品位熱源集熱單元的入口端，所述高品位熱源集熱單元的出口端連通至所述高品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元的高溫介質(zhì)入口端；

30、所述高品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元的高溫介質(zhì)出口端連通至所述高品位換熱單元的第一輸入端，所述高品位換熱單元的第一輸出端連通至所述高品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元的低溫介質(zhì)入口端；

31、所述高品位換熱單元的第二輸出端連通至所述高品位熱源發(fā)電系統(tǒng)的介質(zhì)輸入端，所述高品位熱源發(fā)電系統(tǒng)的介質(zhì)輸出端連通至所述高品位換熱單元的第二輸入端。

32、作為優(yōu)選，所述高品位熱源系統(tǒng)為塔式熔鹽系統(tǒng)，所述高品位熱源集熱單元為塔式熔鹽集熱器，所述高品位熱源介質(zhì)儲(chǔ)熱單元包括熱鹽罐和冷鹽罐，所述高品位熱源發(fā)電系統(tǒng)為塔式熔鹽發(fā)電系統(tǒng)。

33、一種基于高溫?zé)岜玫墓鉄岚l(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行方法，應(yīng)用于上述所述的光熱發(fā)電系統(tǒng)，所述低品位熱源系統(tǒng)通過(guò)低品位熱源對(duì)其循環(huán)管道中的所述第一儲(chǔ)熱介質(zhì)加熱，并且加熱后的所述第一儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行存儲(chǔ)，或者，

34、加熱后的所述第一儲(chǔ)熱介質(zhì)直接用于對(duì)所述熱泵介質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱；

35、當(dāng)外部的能源裝置供能給所述熱泵系統(tǒng)中的所述熱加工模塊時(shí)，首先將所述低品位熱源系統(tǒng)中加熱后的所述第一儲(chǔ)熱介質(zhì)通入到所述充熱換熱器中與所述熱泵系統(tǒng)中的所述熱泵介質(zhì)進(jìn)行熱交換，隨后將升溫后的所述熱泵介質(zhì)通入到所述熱加工模塊中進(jìn)行升溫加壓，最后將升溫加壓后的述熱泵介質(zhì)通入到所述放熱換熱器中，與所述高品位熱源系統(tǒng)中的所述第二儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行熱交換；升溫后的所述第二儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行存儲(chǔ)，或者，

36、升溫后的所述第二儲(chǔ)熱介質(zhì)直接用于發(fā)電。

37、本發(fā)明由于采用以上技術(shù)方案，使其與現(xiàn)有技術(shù)相比具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果：

38、本發(fā)明中的基于高溫?zé)岜玫墓鉄岚l(fā)電系統(tǒng)通過(guò)設(shè)置熱泵系統(tǒng)，將低品位熱源系統(tǒng)結(jié)合到高品位熱源系統(tǒng)（一般指?jìng)鹘y(tǒng)的光熱發(fā)電系統(tǒng)）中，以實(shí)現(xiàn)在發(fā)電系統(tǒng)整體功率相同的情況下有效縮減鏡場(chǎng)規(guī)模；具體的，低品位熱源系統(tǒng)通過(guò)低品位熱源加熱第一儲(chǔ)熱介質(zhì)，且加熱后的第一儲(chǔ)熱介質(zhì)用于對(duì)熱泵介質(zhì)進(jìn)行預(yù)熱，熱泵系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上又通過(guò)外部電力裝置進(jìn)行供能進(jìn)一步加熱熱泵介質(zhì)，進(jìn)而熱泵系統(tǒng)通過(guò)熱泵介質(zhì)對(duì)高品位熱源系統(tǒng)中的第二儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行加熱，最后在高品位熱源系統(tǒng)中利用達(dá)到預(yù)設(shè)溫度的第二儲(chǔ)熱介質(zhì)進(jìn)行發(fā)電，以實(shí)現(xiàn)高品位熱源系統(tǒng)的多種集熱儲(chǔ)熱模式，即將高品位熱源分時(shí)段存儲(chǔ)，而不是在同一時(shí)間段內(nèi)存滿后才能在夜間或早晚高峰時(shí)段使用，只要根據(jù)部分儲(chǔ)熱能量需求進(jìn)行配置即可，從而有效使得鏡場(chǎng)規(guī)模變小，提高了鏡場(chǎng)光學(xué)效率，進(jìn)而提高系統(tǒng)的整體效率。

39、本發(fā)明中的基于高溫?zé)岜玫墓鉄岚l(fā)電系統(tǒng)中的熱泵系統(tǒng)，通過(guò)利用來(lái)自大基地項(xiàng)目本身光伏棄電和風(fēng)電棄電或是其他項(xiàng)目光伏棄電和風(fēng)電棄電在或是低成本谷電完成對(duì)熱泵介質(zhì)的升溫加壓，不僅可以可以促進(jìn)的光伏、風(fēng)電等隨機(jī)性、波動(dòng)性、間歇性新能源的消納和發(fā)展，實(shí)現(xiàn)“以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)”的構(gòu)建，并且，回收棄電加以應(yīng)用可以有效的提高能量的利用率。

40、（3）本發(fā)明中的基于高溫?zé)岜玫墓鉄岚l(fā)電系統(tǒng)的低品位熱源系統(tǒng)中第一儲(chǔ)熱介質(zhì)的工作溫度低于第二儲(chǔ)熱介質(zhì)的工作溫度，所以可有效降低輸送管道材料的要求，從而降低整個(gè)系統(tǒng)管道的投資成本。