槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合天氣預(yù)測數(shù)據(jù)的熱罐控制裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及太陽能槽式光熱發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，具體是槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合天氣預(yù) 測數(shù)據(jù)的熱罐控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 太陽能集熱發(fā)電是一種可集中進行規(guī)模化發(fā)電的清潔能源方式。槽式系統(tǒng)是目前 太陽能集熱發(fā)電方式當中，技術(shù)成熟度和商業(yè)化驗證度最高的。太陽能熱發(fā)電所需要的熱 源全部來自于太陽光照，而太陽光照強度存在很大差異，運必然導(dǎo)致光熱發(fā)電系統(tǒng)在每個 時間點所能存儲的熱烙鹽質(zhì)量有大范圍變化。太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)要能夠并網(wǎng)發(fā)電需要具 備如常規(guī)電源一樣對有功出力進行計劃安排和控制，就需要對光熱發(fā)電系統(tǒng)在未來一段時 間所吸收的太陽能進行預(yù)測，并結(jié)合對送入換熱發(fā)電系統(tǒng)的熱烙鹽流量控制，實現(xiàn)電網(wǎng)對 太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)發(fā)電與調(diào)度控制。通過天氣預(yù)測與功率控制有效的抑制太陽能 隨機性強、波動性大的特性，對光熱發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)商用化有著舉足輕重的作用。
[0003] 太陽能槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)在長期運行過程中，受復(fù)雜天氣條件影響，太陽能隨機 性強、波動性大，光熱發(fā)電系統(tǒng)在每個時間點所能存儲的熱烙鹽質(zhì)量有大范圍變化，從而在 極端條件下可能會造成存儲的熱烙鹽過度使用，使系統(tǒng)出現(xiàn)非預(yù)期停機。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為提高光熱發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電可靠性，降低因太陽能波動對光熱發(fā)電系統(tǒng)出力的 影響，并使得太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)具備電網(wǎng)可調(diào)度性，本發(fā)明提出了槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié) 合天氣預(yù)測數(shù)據(jù)的熱罐控制裝置。
[0005] 受本發(fā)明控制的系統(tǒng)包括集熱場、熱罐、冷罐和發(fā)電系統(tǒng)，所述集熱場的出口通過 第一管道連接至所述熱罐的入口；所述熱罐的出口處接烙鹽累A，烙鹽累A通過第二管道連 接至發(fā)電系統(tǒng)的入口；所述發(fā)電系統(tǒng)的出口通過第=管道連接至所述冷罐的第一入口；所 述冷罐的出口通過第四管道連接至所述集熱場的入口，所述集熱場的出口處通過第五管道 連接至所述冷罐的第二入口。
[0006] 控制裝置包括數(shù)值天氣預(yù)報接收機、熱罐流量調(diào)節(jié)控制單元W及中央?yún)f(xié)調(diào)控制單 元。所述數(shù)值天氣預(yù)報接收機通過網(wǎng)絡(luò)，接收數(shù)值預(yù)報數(shù)據(jù)。并利用數(shù)值預(yù)報數(shù)據(jù)作數(shù)值 計算，求解描寫天氣演變過程的流體力學(xué)和熱力學(xué)的方程組，獲取短期太陽能資源預(yù)測數(shù) 據(jù)。所述數(shù)值天氣預(yù)報接收機W及熱罐流量調(diào)節(jié)控制單元分別通過通訊網(wǎng)絡(luò)與所述中央?yún)f(xié) 調(diào)控制單元相連。所述熱罐流量調(diào)節(jié)控制單元根據(jù)所述中央?yún)f(xié)調(diào)控制單元的指令完所述熱 罐的出口處的烙鹽累A的流量控制。所述中央?yún)f(xié)調(diào)控制單元根據(jù)所述數(shù)值天氣預(yù)報接收機 計算的短期太陽能資源預(yù)測數(shù)據(jù)W及電廠生產(chǎn)調(diào)度指令，向所述熱罐流量調(diào)節(jié)控制單元發(fā) 送協(xié)調(diào)控制指令。
[0007] 為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下： 槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合天氣預(yù)測數(shù)據(jù)的熱罐控制裝置，其特征在于：具體步驟如下： a. W每小時值天氣預(yù)報光照福射值錢疏:：（W/m)為參考輸入，計算集熱場內(nèi)烙鹽加熱后 的溫度提升；
.，其中，皆為集熱場集熱管總長度，戴^為 集熱場溫度損耗，褲為烙鹽密度，策為烙鹽比熱，:為集熱場管道總?cè)莘e，i雞=;姊|| ; b. 采用公式：
計算出將烙鹽溫度提升至額定溫度所需的烙 鹽流量，其中，為額定集熱場輸出烙鹽溫度，為額定集熱場溫輸入烙鹽溫度； C.根據(jù)實際烙鹽流量限制范圍，采用限幅方式剔除流量計算值低于烙鹽最低流量W及高于烙鹽流量上限的數(shù)據(jù)，即得到理想條件下的W小時為步長的集熱場烙鹽流量預(yù)測值 d. 每小時假定集熱場烙鹽流量預(yù)測值線在一小時內(nèi)不發(fā)生變化，則滿凝^_與!>即 可得到每小時產(chǎn)生的熱烙鹽質(zhì)量預(yù)測值i為。^_梅，將24小時的熱烙鹽質(zhì)量預(yù)測值累加即 可計算出未來時間段內(nèi)太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)所能存儲的熱烙鹽質(zhì)量預(yù)測值y e.W熱烙鹽質(zhì)量預(yù)測假輕。與系統(tǒng)現(xiàn)有熱烙鹽質(zhì)量的總和作為光熱發(fā)電 系統(tǒng)在某時間段內(nèi)存儲熱烙鹽總質(zhì)量預(yù)測值; f. 根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度功率出力值計算得到在海^內(nèi)滿足該調(diào)度功率所需熱烙鹽質(zhì)量 誦琴與郎統(tǒng)熱罐機烙鹽質(zhì)罰限力動，W細氏停纏鹽質(zhì)量纖挪:； g. 按照如下方法控制熱罐烙鹽出口累流量： gl.當沖茨礙戶難時，光熱發(fā)電系統(tǒng)能夠滿足電網(wǎng)功率需求，W電網(wǎng)需求控制 熱罐輸出流量
拉當議1。^竣終1%:巧游蹲，且麵煞I穿^時，光熱發(fā)電系統(tǒng)優(yōu)先保證連續(xù)運行，適 當降低輸出功率，但依然保證熱罐存儲烙鹽質(zhì)量在下限之上；即
控制為光熱發(fā)電系統(tǒng)保證自身用電功率需求所需熱罐輸出流量； 扭當.V_、_、如，時，光熱發(fā)電系統(tǒng)W全部儲熱量保證連續(xù)運行，即
S;但當漠數(shù)^肘，光熱發(fā)電系統(tǒng)進入停機。
[000引為一天或多天。
[0009] 所述為系統(tǒng)熱罐存儲烙鹽質(zhì)量下限，為熱罐可存儲總質(zhì)量的10%。
[0010] 所述:毅^為保證系統(tǒng)正常停機過程所需的最低熱烙鹽質(zhì)量，當熱罐存儲熱烙鹽 總質(zhì)量可滿足系統(tǒng)滿負荷15小時工作時，J羈^為熱罐可存儲總質(zhì)量的4%。
[0011] 本發(fā)明的優(yōu)點在于：通過本發(fā)明介紹的槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合天氣預(yù)測數(shù)據(jù)的熱 罐控制裝置，通過數(shù)值天氣預(yù)報估算未來一定時間內(nèi)系統(tǒng)存儲的熱烙鹽質(zhì)量，根據(jù)熱罐已 存儲熱烙鹽質(zhì)量，結(jié)合電網(wǎng)調(diào)度功率出力要求，對熱罐烙鹽出口累進行流量控制。提高光熱 發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電可靠性，降低因太陽能資源穩(wěn)定性較差的特性對光熱發(fā)電系統(tǒng)出力的影 響，并使得太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)具備如常規(guī)發(fā)電系統(tǒng)一樣能夠接收電網(wǎng)功率控制與調(diào)度， 同時控制方法有利于系統(tǒng)在復(fù)雜多樣氣候條件下能夠長期穩(wěn)定運行。
【附圖說明】
[0012] 圖1為應(yīng)用本發(fā)明的實施例的槽式光熱電站結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013] 圖2為應(yīng)用本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡圖。
[0014]圖3為應(yīng)用本發(fā)明的實施例其天氣預(yù)測及熱罐控制流程圖。
[0015] 圖4為應(yīng)用本發(fā)明的電網(wǎng)調(diào)度為50MW功率時其熱罐控制曲線圖。
[0016] 圖5為應(yīng)用本發(fā)明的電網(wǎng)調(diào)度為40MW功率時其熱罐控制曲線圖。
【具體實施方式】
[0017] 實施例1 槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合天氣預(yù)測數(shù)據(jù)的熱罐控制裝置包括集熱場、熱罐、冷罐和發(fā)電 系統(tǒng)，如圖1所示，所述集熱場的出口通過第一管道連接至所述熱罐的入口；所述熱罐的出 口處接烙鹽累A，烙鹽累A通過第二管道連接至發(fā)電系統(tǒng)的入口；所述發(fā)電系統(tǒng)的出口通過 第=管道連接至所述冷罐的第一入口；所述冷罐的出口通過第四管道連接至所述集熱場的 入口，所述集熱場的出口處通過第五管道連接至所述冷罐的第二入口。
[0018] 該控制裝置包括數(shù)值天氣預(yù)報接收機、熱罐流量調(diào)節(jié)控制單元W及中央?yún)f(xié)調(diào)控制 單元。如圖2所示，所述數(shù)值天氣預(yù)報接收機通過網(wǎng)絡(luò)，接收數(shù)值預(yù)報數(shù)據(jù)。并利用數(shù)值預(yù) 報數(shù)據(jù)作數(shù)值計算，求解描寫天氣演變過程的流體力學(xué)和熱力學(xué)的方程組，獲取短期太陽 能資源預(yù)測數(shù)據(jù)。所述數(shù)值天氣預(yù)報接收機W及熱罐流量調(diào)節(jié)控制單元分別通過通訊網(wǎng)絡(luò) 與所述中央?yún)f(xié)調(diào)控制單元相連。所述熱罐流量調(diào)節(jié)控制單元根據(jù)所述中央?yún)f(xié)調(diào)控制單元的 指令完所述熱罐的出口處的烙鹽累A的流量控制。所述中央?yún)f(xié)調(diào)控制單元根據(jù)所述數(shù)值天 氣預(yù)報接收機計算的短期太陽能資源預(yù)測數(shù)據(jù)W及電廠生產(chǎn)調(diào)度指令，向所述熱罐流量調(diào) 節(jié)控制單元發(fā)送協(xié)調(diào)控制指令。
[001引實施例2 槽式光熱發(fā)電系統(tǒng)結(jié)合天氣預(yù)測數(shù)據(jù)的熱罐控制裝置，其具體控制步驟如下： a.W每小時值天氣預(yù)報光照福射值激泌(W/m)為參考輸入，計算集熱場內(nèi)烙鹽加熱后 的溫度提升:自
，其中，;％;為集熱場集熱管總長度，蘇減為 集熱場溫度損耗，媛。Si為烙鹽密度，乘為烙鹽比熱，iL為集熱場管道總?cè)莘e，難姨lilt;; b.采用公式^
計算出將烙鹽溫度提升至額定溫度所需的烙 鹽流量，其中，1?。為額定集熱場輸出烙鹽溫度，%為額定集熱場溫輸入烙鹽溫度； C.根據(jù)實際烙鹽流量限制范圍，采用限幅方式剔除流量計算值低于烙鹽最低流量W及高于烙鹽流量上限的數(shù)據(jù)，即得到理想條件下的W小時為步長的集熱場烙鹽流量預(yù)測值 ;禱:減沒； d. 每小時假定集熱場烙鹽流量預(yù)測值娛編在一小時內(nèi)不發(fā)生變化，則胃即 可得到每小時產(chǎn)生的熱烙鹽質(zhì)量預(yù)測值將24小時的熱烙鹽質(zhì)量預(yù)測值累加即 可計算出未來^時間段內(nèi)太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)所能存儲的熱烙鹽質(zhì)量預(yù)測值,WKtjW; e. ^熱烙鹽質(zhì)量預(yù)測值#,,,^^_^與系統(tǒng)現(xiàn)有熱烙鹽質(zhì)量;||;^的總和作為光熱發(fā)電 系統(tǒng)在某時間段內(nèi)存儲熱烙鹽總質(zhì)量預(yù)測值:胃; f. 根據(jù)電網(wǎng)調(diào)度功率出力值計算得到在聲，，內(nèi)滿足該調(diào)度功率所需熱烙鹽質(zhì)量 Pt胃設(shè)定系統(tǒng)熱罐存儲烙鹽質(zhì)量下限為^，W及最低停機烙鹽質(zhì)量赴; g. 按照如下方法控制熱罐烙鹽出口累流量： gl.當鷄姑t秘填繼i*月時，光熱發(fā)電系統(tǒng)能夠滿足電網(wǎng)功率需求，W電網(wǎng)需求?制 熱