本发明属于太阳能利用领域，特别涉及一种兼顾用电负荷与用热负荷的热电联产方案。
背景技术：
目前，国际能源行业是一个充满变革的时期，全球领域的新能源相关技术形式不断的增加，例如分布式能源、页岩气、新型储能系统、碳循环系统等一批全新的能源技术壁垒被逐步突破，这改变以往以石油与煤为主导的能源单一格局。仅2016年，风能发电装置、太阳能发电、生物质能和废弃物转化能装置等为全球电力增加总容量约138.5gw，相比于2015年上涨了8％。化石燃料的投资金额已经远远小于用于可再生能源装机容量的投资，而且可再生能源装机量，已经占了新能源装机量的一半，这是迄今为止的最高水平。新兴能源现在成为部分国家新增能源的主体成分，目前绝大多数发达国家与经济体已经着手或已经制订了支持能源科技创新的相关规划，为摆脱能源危机，各国都寄希望于在接下来新的一轮能源行业技术革命中充分获得主动权。
在新能源利用中，太阳能热发电，通常叫做聚光式太阳能发电，是当下极具发展前景的新能源形式之一。其通过聚集太阳辐射获得热能，将热能转化成高温蒸汽，蒸汽驱动汽轮机发电。按照集热的形式可以划分为槽式发电、塔式发电和碟式发电。
目前来看，槽式电站数量最多，是全球内技术与成本都比较成熟的类型，数量约是运营与在建总数的80％，塔式电站占比超过11％，碟式电站最少，占比不足9％。太阳热能的集热效率，不仅仅在于集热器的转换效率，还在于整套系统传热环节中的传热效率，可靠的系统设计与优良的设备性能可以极大的提升太阳能热利用效率，减少能源浪费，提高能力密度。
而现有技术中一般都是单一光热发电系统，无法同时兼顾用电负荷和热网用热负荷。
技术实现要素：
针对现有技术中采用单一光热发电系统所存在的问题，需要一种能够同时满足和调节用电和用热需求的光热发电方案。
为此，本发明所要解决的问题是提供一种基于光热发电热电联产系统及方法，以克服现有技术所存在缺陷。
为了解决上述问题，本发明提供的基于光热发电热电联产系统，包括：太阳能热发电子系统和熔融盐储热子系统，所述熔融盐储热子系统可分别与太阳能热发电子系统中太阳能集热场的换热介质进行换热，以及与太阳能热发电子系统中蒸汽发电的汽轮机蒸汽进行换热；并且所述熔融盐储热子系统与太阳能热发电子系统中的汽轮机耦合向热网供热。
进一步的，所述熔融盐储热子系统主要包括高温熔融盐储存罐、换热器，低温熔融盐储存罐以及作为换热介质的熔融盐，所述低温熔融盐储存罐通过换热器连接至高温熔融盐储存罐。
进一步的，所述熔融盐储热子系统通过换热器完成熔融盐与太阳能热发电子系统中太阳能集热场的换热介质间的换热，所述熔融盐储热子系统中的高温熔融盐储存罐与低温熔融盐储存罐间形成两个换热回路，分别用于与热网和太阳能热发电子系统中蒸汽发电的汽轮机蒸汽进行换热。
进一步的，所述联产系统还包括若干仪表、阀门等调节装置，以控制熔融盐储热子系统的储热/放热模式。
进一步的，所述联产系统中还包括若干的温度压力监测装置，监测汽轮机蒸汽压力、温度，监测用户侧供热管网压力、温度，监测太阳能集热场出流换热介质温度、压力，据此可根据检测到的参数判断传热工质流向与工作模式。
进一步的，所述联产系统中在热网侧可采用支持多介质换热的板式换热器，所述的多介质板式换热器具有平行通道结构，第一通道流通熔融盐，第二通道流通蒸汽，第三通道处于第一、第二通道之间，流通介质为水；各介质互不接触，高温熔融盐与蒸汽流向相逆，使高温熔融盐与汽轮机余热蒸汽耦合向热网供热。
为了解决上述问题，本发明提供的基于光热发电热电联产方法，其基于熔融盐储热的方式分别与太阳能热发电子系统中太阳能集热场的换热介质进行换热，以及与太阳能热发电子系统中蒸汽发电的汽轮机蒸汽进行换热；并且通过熔融盐储热与太阳能热发电子系统中的汽轮机耦合向热网供热。
进一步的，所述联产方法中，在太阳能集热场集热初始阶段，检测到太阳能集热场中的换热介质达到蒸汽轮机进口蒸汽加热温度要求，换热介质优先至汽轮机发生器换热；
当太阳能集热场中的换热介质被光场持续加热至相对于蒸汽过热，检测到换热工质温度富裕，则循环至熔融盐储热子系统进行换热储热。
进一步的，所述联产方法中，在太阳能集热场集热能力降低，即检测到光场换热介质温度下降至设定温度时，熔融盐储热子系统输送高温熔融盐至蒸汽发生器换热器，继续对蒸汽进行加热，保证蒸汽出口压力值稳定；放热后的低温熔融盐将再次返回熔融盐储热子系统中。
进一步的，所述联产方法中将来自汽轮机的出口蒸汽被输送至热网进行直接换热；当汽轮机的出口蒸汽进行热换的热量不足时，监测到出口蒸汽压力小于供热设定值，则打开储热系统阀门，利用熔融盐储热子系统与热网进行换热。
进一步的，所述联产方法根据太阳能集热场的热产出与常规用户用热需求与发电需求，监控关键参数组成自动调节系统，自动切换工作模式，改变传热工质流向与流量。
本发明提供的方案可兼顾用户供热需求和发电需求，当导热油热量大于汽轮机发电热量，导热油与熔融盐换热进行储热，不满足汽轮机发电需求热量时，储热系统放热；同时利用汽轮机余热与储热系统耦合向热网供热，保障满足用户供热需求，当汽轮机余热不能满足供热需求时，由储热系统补充热量。
再者，本方案具体实现时，可通过温度压力监测装置来监测汽轮机蒸汽压力、温度，监测用户侧供热管网压力、温度，监测光场出流导热油温度、压力，一系列参数值被用作判断发电、供热所需热量，控制阀门开启，管道通断实现模式切换。
附图说明
以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
图1为本发明实例中基于光热发电热电联产系统的系统组成示意图；
图2为本发明实例中基于光热发电热电联产系统上管路通断的示意图；
图3为本发明实例中基于多介质换热器结构剖面图；
图4为本发明实例中模式自动切换系统示意图。
图中：
太阳能光场-1；导热油/熔融盐换热器-2；高温熔融盐储存罐-3；
低温熔融盐储存罐-4；背压式汽轮机蒸汽发生器-5；用户侧供热管网-6；
汽轮机-7；除氧器-8；发生器给水泵-9；热网换热器-10；
温度压力监测装置-11、13、14、16、17；电动三通阀-12、15；
第一通道-10.1；第二通道-10.2；第三通道-10.3。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。
本方案在太阳能热发电系统方案的基础上，进一步基于熔融盐构成相应的可进行热量交换的储热系统，并将该储热系统引入到太阳能热发电系统中。
该储热系统可与太阳能热发电系统中太阳能集热场的换热介质(如导热油)进行换热，用于将太阳能热发电系统中产生的将太阳能光热高效储存；该储热系统还可与太阳能热发电系统中的汽轮机蒸汽进行换热，以在导热油热量不能够满足汽轮机发电需求热量时，对其进行放热保证证蒸汽出口压力值稳定，保证转子转速稳定。
据此，本方案中除太阳能集热场换热介质由导热油构成外，熔融盐承担全部储热系统和与汽轮机蒸汽换热介质，有效解决中间环节过多导致热量损失问题。
再者，本方案中的储热系统还与太阳能热发电系统中的汽轮机配合，实现耦合向热网供热，解决用电与用热不匹配的问题。
上述方案在具体实现时，储热系统采用双罐传热储热系统，主要包括依次连通的高温熔融盐储存罐、换热器以及低温熔融盐储存罐，其中的热交换介质由中低温熔融盐组成。其中，通过换热器完成熔融盐与太阳能热发电系统中太阳能集热场的导热油间的换热；而高温熔融盐储存罐与低温熔融盐储存罐间形成两个换热回路，分别用于与热网和太阳能热发电系统中蒸汽发电的汽轮机蒸汽进行换热。
据此，本方案将可根据太阳能集热场的热产出与常规用户用热需求与发电需求切换传热工质流向与流量，兼顾用户用电与用热需求，实现兼顾用电负荷与热网用热负荷的热电联产。
作为举例，本方案进行兼顾用电负荷与热网用热负荷的热电联产的控制过程如下：
在广场集热初始阶段，太阳能集热场的导热油达到蒸汽轮机进口蒸汽加热温度，导热油优先至汽轮机发生器换热。
而当导热油被光场持续加热至相对于蒸汽过热，循环至熔融盐换热器进行储热。具体的，将来自太阳能光场的导热油输送至储热系统换热器，热能传递给来自低温储罐的熔融盐；熔融盐换热后提升温度，其输送至高温储罐中。
由此，在太阳辐射波谷时，储热系统将高温储罐的高温熔融盐输送至蒸汽发生器换热器，继续对蒸汽进行加热，保证蒸汽出口压力值稳定，保证转子转速稳定。放热后的低温熔融盐将再次返回低温熔融盐储存罐中。
与此同时，可将来自汽轮机的出口蒸汽输送至热网进行直接换热，换热后的蒸汽成为冷凝水，可经除氧器处理后回流至蒸汽发生器；而当汽轮机的出口蒸汽进行换热产生的热量不足时，则利用储热系统对热网进行热交换，实现对热网用热的补充，保证用户用热需求。
在此基础上，本方案在具体实现时，可通过监测节点温度压力，实现自动切换储热/放热模式，解决用户用热、用电需求自动调节问题。
针对上述方案以下通过一应用实例来具体说明。
参见图1，其所示本实例提供的基于光热发电热电联产系统的系统组成示例。
由图可知，该热电联产系统包含了太阳能光场1、导热油/熔融盐换热器2、高温熔融盐储存罐3、低温熔融盐储存罐4、背压式汽轮机蒸汽发生器5、用户侧供热管网6、汽轮机7、除氧器8、发生器给水泵9、热网换热器10。
其中，太阳能光场1中具有传热工质导热油，该太阳能光场1具有两个换热回路，分别连接至背压式汽轮机蒸汽发生器5和导热油/熔融盐换热器2。
高温熔融盐储存罐3、导热油/熔融盐换热器2以及低温熔融盐储存罐4连接构成双罐传热储热系统，该双罐传热储热系统中的高温熔融盐储存罐3和低温熔融盐储存罐4之间具有两个换热回路，分别连接至热网换热器10和背压式汽轮机蒸汽发生器5。
背压式汽轮机蒸汽发生器5与汽轮机7的蒸汽进口配合，汽轮机7的蒸汽出口与除氧器8配合形成换热回路，连接至热网换热器10。
系统中的除氧器8通过发生器给水泵9连接至背压式汽轮机蒸汽发生器5；而热网换热器10与用户侧供热管网6进行热交换。
本系统中的热网换热器10可采用支持多介质换热的板式换热器。
参见图3，该多介质板式换热器10具有平行通道结构，具有平行的第一通道10.1和第二通道10.2。其中，第一通道10.1流通熔融盐，第二通道10.2流通蒸汽，第三通道10.3处于第一、第二通道之间，流通介质为水；各介质互不接触，高温熔融盐与蒸汽流向相逆，从而使高温熔融盐与汽轮机余热蒸汽耦合向热网供热。
在上述系统组成结构的基础上，本实例进一步设置若干的温度压力监测装置和电动三通阀来系统，若干的温度压力监测装置设置相应的监测节点，如监测汽轮机蒸汽压力、温度，监测用户侧供热管网压力、温度，监测太阳能集热场出流换热介质温度、压力；由此通过相应监测节点温度压力，控制电动三通阀来实现系统储热/放热模式的自动切换，解决用户用热、用电需求调节问题。
参见图2，本实例在太阳能光场1的换热回路上设置温度压力监测装置11，以监测光场出流导热油温度、压力；在高温熔融盐储存罐3上设置温度压力监测装置13，以监测高温熔融盐储存罐中高温熔融盐的温度、压力；在低温熔融盐储存罐4上设置温度压力监测装置14，以监测低温熔融盐储存罐中低温熔融盐的温度、压力；在用户侧供热管网6中设置温度压力监测装置16，以监测用户侧供热管网压力、温度；在背压式汽轮机蒸汽发生器5上设置温度压力监测装置17，监测汽轮机蒸汽压力、温度。
与之配合的，在太阳能光场1上的两个换热回路间设置电动三通阀12，以控制导热油的流向和流量；同时在高温熔融盐储存罐3和低温熔融盐储存罐4之间具有两个换热回路间设置电动三通阀15，以控制高温熔融盐的流向和流量。
在此基础上，本系统可根据温度压力监测装置11、13、14、16、17监测的实时数据，以判断发电、供热所需热量；再通过制电动三通阀12和/或电动三通阀15开启和/或关闭，对管道通断实现模式切换，继而实现自动切换储热/放热模式。
由此构成的热电联产系统采用如下的工作方式来实现兼顾用户用电与用热需求的热电联产(参见图4)。
1、光场-导热油吸热放热；
太阳能光场吸收太阳能加热导热油，由导热油至其余环节相关设备进行换热。
2、导热油-蒸汽发生器换热；
导热油温度升高至高于汽轮机进口蒸汽温度时，通过调节电动三通阀12开启状态，将导热油直接循环至蒸汽发生器5进行热量交换，释放热量的导热油再经管路回流，此方法大大增加了汽轮机发电的运行工作时段。
3、导热油—熔融盐换热
导热油被持续加热，与汽轮机蒸汽换热仍有过热，调节电动三通阀12开启状态，将导热油循环至导热油\熔融盐换热器2，此时熔融盐将被加热，释放的热量传递至熔融盐，使熔融盐温度由290℃升高至390℃，同时加热由低温熔融盐储存罐4流出的低温熔融盐，之后被加热的高温熔融盐进入高温熔融盐储存罐3进行热量储存。
4、熔融盐—蒸汽发生器换热
当光场集热能力降低，导热油温度下降不足以加热高温蒸汽。高温熔融盐进入蒸汽发生器5加热蒸汽，换热后的低温熔融盐进入低温熔融盐储存罐4。
5、汽轮机—热网换热
由于汽轮机7是按电负荷方式运行，汽轮机在调速器控制下运行，通过维持排气压力稳定，从而使转速在额定数值。此时蒸汽排气接入热网，与热网换热器10进行换热，换热后的冷凝水，通过除氧器8处理后，由给水泵9输送至蒸汽发生器5。回流的凝结水不能满足蒸汽炉用水，此时补水泵打开进行补水。
6、熔融盐—热网换热
由于汽轮机7是按电负荷方式运行，因此，蒸汽进气是按照电负荷需求变化。故当用电量小时，其汽轮机余热不能满足供热需求，此时，调节电动三通阀15，将高温熔融盐输送至热网换热器10补充热量。换热后，低温熔融盐回流至低温熔融盐储存罐。
由上可见，本系统以熔融盐为介质的双罐储热系统，保证了在太阳辐射波动，光场集热量不足时，汽轮机与热网的用热需求。特别的，本系统实现了能量的梯级利用，将背压式汽轮机出口蒸汽循环至热网换热器，实现以发电为目标负荷的汽轮机余热利用最大化，对于发电量低谷时，利用熔融盐储热系统补充热网用户需求热量，达到满足用户用热需求。综上所述，该系统有效实现热电复合联产，实现了用户用电、用热需求的双重满足。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。