光伏、光热和介质储热联合供能系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及发电领域，特别是涉及一种光伏、光热和介质储热联合供能系统。
【背景技术】
[0002]我国光伏发电为主的新能源近年来取得了巨大发展，截至2013年底，我国光电装机已经达到1479万千瓦，居世界第一位。但由于在新能源建设过程中主要关注资源而忽视市场，造成规模过剩，导致发电难以送出，出现“弃光”现象。据媒体报道，2013年上半年科技部针对光伏发电行业开展的调研结果显示，2012年，国内光伏发电站被“弃光限电”的比例已达到40%，即使一些并网条件好的电站开工率也尚且不足80%，造成巨大的能源浪费和经济损失。
[0003]而且，由于光伏发电固有的间歇性和波动性，有时候容易造成光伏发电发出的电力不是很稳定，直接并网后对电网的冲击很大。
【发明内容】
[0004]基于此，有必要提供一种既能有效利用“弃光”能源，也能降低并网后对电网冲击的光伏、光热和介质储热联合供能系统。
[0005]—种光伏、光热和介质储热联合供能系统，包括设备:
[0006]储存加热前介质的低温介质罐；
[0007]储存加热后介质的高温介质罐；
[0008]用于发电的光伏发电设备；
[0009]利用光伏发电设备所发的电力将从低温介质罐输出的加热前介质加热成所述加热后介质的介质电加热器；
[0010]利用所述高温介质罐输出的所述加热后介质将水加热成水蒸汽的换热器；
[0011]将所述水蒸汽驱动蒸汽轮机发电的蒸汽发电机组；
[0012]所述加热前介质从所述低温介质罐输出，经所述介质电加热器后变为所述加热后介质并储存在所述高温介质罐，所述加热后介质从高温介质罐输出到所述换热器，所述换热器产生水蒸气以使所述蒸汽发电机组发电；
[0013]还包括，对低温介质罐输出的所述加热前介质进行加热的第二加热器或者对所述换热器中的水或水蒸气进行加热的第三加热器。
[0014]在其中一个实施例中，所述第二加热器包括第一塔式太阳能集热装置或槽式太阳能集热装置。
[0015]在其中一个实施例中，所述第三加热器包括第二塔式太阳能集热装置或第二槽式太阳能集热装置。
[0016]在其中一个实施例中，还包括供热设备或制冷设备，所述供热设备或制冷设备和所述换热器连接。
[0017]在其中一个实施例中，所述换热器包括产生过热水蒸汽的过热蒸汽发生器、产生饱和水蒸汽的蒸汽发生器和对水进行加热的预热器，从所述高温介质罐输出的所述加热后介质依次加热所述过热蒸汽发生器、蒸汽发生器和预热器，所述过热蒸汽发生器连接所述蒸汽发电机组，所述过热蒸汽发生器产生的过热水蒸汽驱动蒸汽轮机发电。
[0018]在其中一个实施例中，所述第三加热器对所述过热蒸汽发生器进行加热以产生过热蒸汽推动汽轮机发电。
[0019]在其中一个实施例中，还包括与所述蒸汽发电机组、所述换热器连接的水处理设备，所述水处理设备对经过所述蒸汽发电机组后由所述水蒸气液化而成的水进行处理，所述处理包括除氧、除盐水和冷却处理中的至少一种，经过处理的水再输回所述换热器。
[0020]在其中一个实施例中，还包括为加热前介质提供流动动力的第一介质泵和为加热后介质提供流动动力的第二介质泵。
[0021]在其中一个实施例中，各设备之间还按需安设有温度传感器、流量传感器、压力传感器和转速传感器中的至少一种。
[0022]上述光伏、光热和介质储热联合供能系统，可以将原本“弃光”的能源通过介质储能暂时将能量以热量的形式储存起来，能源利用率高，较好的节约了能源。可以在电网高峰时再释放热量进行发电，起到电网调峰的作用，很好的避免能源的浪费。利用介质储存能量，可以在光伏发电出现较大波动的时候将不稳定的光伏电能变为稳定的热能再进行输出，能够有效的保证能源的稳定供给，并且降低对电网的冲击。利用第二加热器对低温介质罐输出的加热前介质进行加热，或者利用第三加热器对换热器中的水进行加热，提高介质的储存能量或换热器的加热效率，从而提高发电量。
[0023]上述光伏、光热和介质储热联合供能系统，光伏发电设备既可以将光伏发的电力全部用来加热介质储能后再发电，也可以一边发电一边将剩余能量加热介质(低温介质)。在剩余能量不多而需求又很大的时候(例如夏季白天，用电较多而导致剩余能量不多甚至不足)，导致介质发电的电量不足，还可以利用第二加热器对低温介质罐输出的加热前介质进行加热，或者利用第三加热器对换热器中的水进行加热，提高介质的储存能量或换热器的加热效率，从而提高发电量。使蒸汽发电机组可以即时发电供应或者在电网高峰时再释放热量进行发电，使电网调峰作用进一步完善。当然，第二加热器或第三加热器在有太阳光的白天就可以工作，不必等到剩余能量不多而需求又很大的时候才工作，这样就可以为能量紧缺的地区储存能量以便实现实时供电。
【附图说明】
[0024]图1为光伏发电的时间-电流图；
[0025]图2为煤电发电的时间-电流图；
[0026]图3为光热发电的时间-电压图；
[0027]图4为变压器的磁化曲线图；
[0028]图5为晴天的状况下的光伏发电功率图；
[0029]图6为多云天气下的光伏发电功率图；
[0030]图7为阴雨天气下光伏发电功率图；
[0031]图8为冬夏两季发电量比较图；
[0032]图9为一天当中电力需求的波动曲线图；
[0033]图10为配备储能和不带储能的光热发电系统对比图；
[0034]图11为一个实施例的光伏、光热和熔盐储热联合供能系统示意图；
[0035]图12为另一个实施例的光伏、光热和熔盐储热联合供能系统示意图；
[0036]图13为再一个实施例的光伏、光热和熔盐储热联合供能系统示意图；
[0037]图14为图13实施例的光伏、光热和熔盐储热联合供能系统的变形。
【具体实施方式】
[0038]为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
[0039]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0040]光伏是直流电，不能直接并网，如图1所示。
[0041]在发展中国家，采用煤电发电还是其主要的发电方式，煤电发电主要所发电量为交流电，如图2所示。
[0042]光热发电与煤电相比，只是替换掉了煤烧锅炉的污染环节，所发电能与火电一样，频率，赫兹等与火电匹配，可直接并网，如图3所示。
[0043]光伏需要并网发电，则并网需要通过逆变器等转变为交流电，逆变器能造成包括谐波在内的电网干扰。电网干扰是能够在幅度、频率上改变电压与电路的理想正弦曲线的所有现象。电网谐波造成电网污染，正弦电压波形畸变，使电力系统的设备出现异常和故障。
[0044]以下现象均能称作电网干扰:
[0045](I)谐波；⑵间谐波震荡；(3)电压变化；⑷三相电网的电压不平衡；(5)脉动频率波动。电网干扰能以多种形式影响负载及输电网，如:(I)对电子器件及控制器的影响；
(2)负载增加导致电子器件(如电缆，变压器)温度上升；(3)影响功率因数；(4)增加电量的传输损失。
[0046]图4为变压器的磁化曲线图，揭示了变压器谐波产生的原理。
[0047]谐波的危害在电力系统中是多方面的，主要有:
[0048](I)对供配电线路的危害。在谐波的影响下，容易导致机电保护误动作，不能全面有效地起保护作用。
[0049](2)影响电网的质量。谐波会引起串联谐振及并联谐振，放大谐波，造成危险的过电压或过电流。
[0050](3)增加了输电线路的损耗，缩短了输电线寿命。谐波电流一方面在输电线路上产生谐波压降，另一方面增加了输电线路上的电流有效值，从而引起附加输电损耗。
[0051](4)对电容器的影响。由于谐波使通过电的电流增加，使电容器损耗增加，从而引起电容器发热和温升，加速老化。
[0052](5)对电动机影响。谐波增加了其附加损耗，严重时使电动机过热，尤其是负序谐波在电动机运行中产生相反的转矩，从而减少电动机的出力。
[0053]而太阳能光伏发电能量又具有不连续、不稳定的特点。
[0054]在日天气类型不同的情况下，光伏系统的发电功率变化很大，以某一光伏电站的统计数据为例:
[0055]图5为晴天的状况下的光伏发电功率图，光伏发电功率随时间的变化连续而均匀，呈现出近似正态分布的趋势。有效发电时段