槽式光热发电系统结合天气预测数据的热罐控制装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及太阳能槽式光热发电技术领域，具体是槽式光热发电系统结合天气预 测数据的热罐控制装置。
【背景技术】
[0002] 太阳能集热发电是一种可集中进行规模化发电的清洁能源方式。槽式系统是目前 太阳能集热发电方式当中，技术成熟度和商业化验证度最高的。太阳能热发电所需要的热 源全部来自于太阳光照，而太阳光照强度存在很大差异，运必然导致光热发电系统在每个 时间点所能存储的热烙盐质量有大范围变化。太阳能光热发电系统要能够并网发电需要具 备如常规电源一样对有功出力进行计划安排和控制，就需要对光热发电系统在未来一段时 间所吸收的太阳能进行预测，并结合对送入换热发电系统的热烙盐流量控制，实现电网对 太阳能光热发电系统的并网发电与调度控制。通过天气预测与功率控制有效的抑制太阳能 随机性强、波动性大的特性，对光热发电系统并网商用化有着举足轻重的作用。
[0003] 太阳能槽式光热发电系统在长期运行过程中，受复杂天气条件影响，太阳能随机 性强、波动性大，光热发电系统在每个时间点所能存储的热烙盐质量有大范围变化，从而在 极端条件下可能会造成存储的热烙盐过度使用，使系统出现非预期停机。
【发明内容】
[0004] 为提高光热发电系统并网发电可靠性，降低因太阳能波动对光热发电系统出力的 影响，并使得太阳能光热发电系统具备电网可调度性，本发明提出了槽式光热发电系统结 合天气预测数据的热罐控制装置。
[0005] 受本发明控制的系统包括集热场、热罐、冷罐和发电系统，所述集热场的出口通过 第一管道连接至所述热罐的入口；所述热罐的出口处接烙盐累A，烙盐累A通过第二管道连 接至发电系统的入口；所述发电系统的出口通过第=管道连接至所述冷罐的第一入口；所 述冷罐的出口通过第四管道连接至所述集热场的入口，所述集热场的出口处通过第五管道 连接至所述冷罐的第二入口。
[0006] 控制装置包括数值天气预报接收机、热罐流量调节控制单元W及中央协调控制单 元。所述数值天气预报接收机通过网络，接收数值预报数据。并利用数值预报数据作数值 计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，获取短期太阳能资源预测数 据。所述数值天气预报接收机W及热罐流量调节控制单元分别通过通讯网络与所述中央协 调控制单元相连。所述热罐流量调节控制单元根据所述中央协调控制单元的指令完所述热 罐的出口处的烙盐累A的流量控制。所述中央协调控制单元根据所述数值天气预报接收机 计算的短期太阳能资源预测数据W及电厂生产调度指令，向所述热罐流量调节控制单元发 送协调控制指令。
[0007] 为实现上述发明目的，本发明的技术方案如下： 槽式光热发电系统结合天气预测数据的热罐控制装置，其特征在于：具体步骤如下： a. W每小时值天气预报光照福射值錢疏:：（W/m)为参考输入，计算集热场内烙盐加热后 的溫度提升；
.，其中，皆为集热场集热管总长度，戴^为 集热场溫度损耗，裤为烙盐密度，策为烙盐比热，:为集热场管道总容积，i雞=;姊|| ; b. 采用公式：
计算出将烙盐溫度提升至额定溫度所需的烙 盐流量，其中，为额定集热场输出烙盐溫度，为额定集热场溫输入烙盐溫度； C.根据实际烙盐流量限制范围，采用限幅方式剔除流量计算值低于烙盐最低流量W及高于烙盐流量上限的数据，即得到理想条件下的W小时为步长的集热场烙盐流量预测值 d. 每小时假定集热场烙盐流量预测值線在一小时内不发生变化，则满凝^_與!>即 可得到每小时产生的热烙盐质量预测值i為。^_梅，将24小时的热烙盐质量预测值累加即 可计算出未来时间段内太阳能光热发电系统所能存储的热烙盐质量预测值y e.W热烙盐质量预测假輕。与系统现有热烙盐质量的总和作为光热发电 系统在某时间段内存储热烙盐总质量预测值; f. 根据电网调度功率出力值计算得到在海^内满足该调度功率所需热烙盐质量 誦琴與郎统热罐機烙盐质罰限力動，W細氏停纏盐质量纖挪:； g. 按照如下方法控制热罐烙盐出口累流量： gl.当冲茨礙户難时，光热发电系统能够满足电网功率需求，W电网需求控制 热罐输出流量
拉当議1。^竣终1%:巧游蹲，且麵煞I穿^时，光热发电系统优先保证连续运行，适 当降低输出功率，但依然保证热罐存储烙盐质量在下限之上；即
控制为光热发电系统保证自身用电功率需求所需热罐输出流量； 扭当.V_、_、如，时，光热发电系统W全部储热量保证连续运行，即
S;但当漠数^肘，光热发电系统进入停机。
[000引为一天或多天。
[0009] 所述为系统热罐存储烙盐质量下限，为热罐可存储总质量的10%。
[0010] 所述:毅^为保证系统正常停机过程所需的最低热烙盐质量，当热罐存储热烙盐 总质量可满足系统满负荷15小时工作时，J羁^为热罐可存储总质量的4%。
[0011] 本发明的优点在于：通过本发明介绍的槽式光热发电系统结合天气预测数据的热 罐控制装置，通过数值天气预报估算未来一定时间内系统存储的热烙盐质量，根据热罐已 存储热烙盐质量，结合电网调度功率出力要求，对热罐烙盐出口累进行流量控制。提高光热 发电系统并网发电可靠性，降低因太阳能资源稳定性较差的特性对光热发电系统出力的影 响，并使得太阳能光热发电系统具备如常规发电系统一样能够接收电网功率控制与调度， 同时控制方法有利于系统在复杂多样气候条件下能够长期稳定运行。
【附图说明】
[0012] 图1为应用本发明的实施例的槽式光热电站结构示意图。
[0013] 图2为应用本发明的结构简图。
[0014]图3为应用本发明的实施例其天气预测及热罐控制流程图。
[0015] 图4为应用本发明的电网调度为50MW功率时其热罐控制曲线图。
[0016] 图5为应用本发明的电网调度为40MW功率时其热罐控制曲线图。
【具体实施方式】
[0017] 实施例1 槽式光热发电系统结合天气预测数据的热罐控制装置包括集热场、热罐、冷罐和发电 系统，如图1所示，所述集热场的出口通过第一管道连接至所述热罐的入口；所述热罐的出 口处接烙盐累A，烙盐累A通过第二管道连接至发电系统的入口；所述发电系统的出口通过 第=管道连接至所述冷罐的第一入口；所述冷罐的出口通过第四管道连接至所述集热场的 入口，所述集热场的出口处通过第五管道连接至所述冷罐的第二入口。
[0018] 该控制装置包括数值天气预报接收机、热罐流量调节控制单元W及中央协调控制 单元。如图2所示，所述数值天气预报接收机通过网络，接收数值预报数据。并利用数值预 报数据作数值计算，求解描写天气演变过程的流体力学和热力学的方程组，获取短期太阳 能资源预测数据。所述数值天气预报接收机W及热罐流量调节控制单元分别通过通讯网络 与所述中央协调控制单元相连。所述热罐流量调节控制单元根据所述中央协调控制单元的 指令完所述热罐的出口处的烙盐累A的流量控制。所述中央协调控制单元根据所述数值天 气预报接收机计算的短期太阳能资源预测数据W及电厂生产调度指令，向所述热罐流量调 节控制单元发送协调控制指令。
[001引实施例2 槽式光热发电系统结合天气预测数据的热罐控制装置，其具体控制步骤如下： a.W每小时值天气预报光照福射值激泌(W/m)为参考输入，计算集热场内烙盐加热后 的溫度提升:自
，其中，;％;为集热场集热管总长度，蘇减为 集热场溫度损耗，媛。Si为烙盐密度，乘为烙盐比热，iL为集热场管道总容积，難姨lilt;; b.采用公式^
计算出将烙盐溫度提升至额定溫度所需的烙 盐流量，其中，1?。为额定集热场输出烙盐溫度，%为额定集热场溫输入烙盐溫度； C.根据实际烙盐流量限制范围，采用限幅方式剔除流量计算值低于烙盐最低流量W及高于烙盐流量上限的数据，即得到理想条件下的W小时为步长的集热场烙盐流量预测值 ;禱:减沒； d. 每小时假定集热场烙盐流量预测值娛編在一小时内不发生变化，则胃即 可得到每小时产生的热烙盐质量预测值将24小时的热烙盐质量预测值累加即 可计算出未来^时间段内太阳能光热发电系统所能存储的热烙盐质量预测值,WKtjW; e. ^热烙盐质量预测值#,,,^^_^与系统现有热烙盐质量;||;^的总和作为光热发电 系统在某时间段内存储热烙盐总质量预测值:胃; f. 根据电网调度功率出力值计算得到在聲，，内满足该调度功率所需热烙盐质量 Pt胃设定系统热罐存储烙盐质量下限为^，W及最低停机烙盐质量赴; g. 按照如下方法控制热罐烙盐出口累流量： gl.当鷄姑t秘填繼i*月时，光热发电系统能够满足电网功率需求，W电网需求?制 热