一种光热电站风力辅助发电系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能风能发电领域，尤其涉及一种光热电站风力辅助发电系统。
【背景技术】
[0002]太阳能发电技术包括光热发电和光伏发电，其中，太阳能光热发电是实现大功率发电、替代常规能源的最为经济的手段之一，其通过反射镜将太阳光汇聚到太阳能收集装置，利用太阳能加热收集装置内的传热介质(液体或气体)，再加热水形成蒸汽带动或直接带动发电机发电。
[0003]太阳能光热发电系统中的产生的一部分蒸汽供给汽轮机发电，一部分蒸汽储存于储热系统中，阴天或晚上再将储存的能量取出，以延长发电时间，但当处于连续阴雨天气时，储热系统中储存的能量难以满足荷载的用电需求。在大部分太阳能资源丰富的地区，其风能资源也较为丰富，风力发电的度电投资成本较低，但单纯的风力发电机组功率输出不够稳定，会对电网造成冲击，因此常见弃风现象，严重影响了风电机组的经济回报；同时，较大的风速下，风力也会对太阳能热发电站的镜场造成损害。此外，目前的光热电站普遍需要外部电网提供支持，才可以满足启动及厂用电需求。为避免和解决上述情况，可借助风力发电系统作为光热电站的辅助发电系统，采取风光互补的方式进行能源的综合开发和利用，不但可以合并稳定输出电能，降低发电系统单位功率的投资成本，使之接近甚至低于传统发电系统的单位功率投资比，还可有效保护光热发电站的镜场免受损害，促进太阳能光热电站的大规模应用。
【发明内容】
[0004]本发明目的为进一步降低太阳能发电成本，利用太阳能发电系统架构开发风能资源；减少风力对光热电站中反射镜阵列的破坏，欲提供一种光热电站风力辅助发电系统，包括反射镜结构和风力发电装置，其特征在于，所述风力发电装置布置于多个所述反射镜结构的间隔空间内。
[0005]所述反射镜结构为槽式反射镜列或定日镜阵列或菲涅尔反射镜阵列。
[0006]所述风力发电装置包括水平轴风力发电机或垂直轴风力发电机。
[0007]风力发电装置的叶片扫风区域与所述反射镜结构在高度方向上部分或全部重合，以降低风力对反射镜结构的破坏。
[0008]光热电站风力辅助发电系统包括储热装置；风力发电装置的输出电力与光热电站的输出电力合并输出时，优先保证风力发电装置以最大功率输出，光热电站的输出电力根据调度要求输出，多余热量进入储热装置储存。
[0009]所述风力发电装置的输出电力与光热电站的输出电力合并输出后与电网并网连接，实现风力发电对电网的稳定电力输出，提高风力发电装置的利用率。
[0010]所述风力发电装置的输出电力与光热电站的输出电力合并输出，非并网，实施独立运行；所述风力发电装置的输出电力用于光热电站的自用电，使光热电站具备独网运行，独立启动能力，增加光热电站的适用性和可靠性。
[0011]本发明提供的一种光热电站风力辅助发电系统具有以下特点及优点:1、利用现有的光热电站的场地、架构及并网设施，补充风力发电，共用能量输出系统，降低了光热发电系统单位功率的投资成本和风电投资成本，使之有可能接近甚至低于传统发电系统的单位功率投资比；2、提高光热电站的输出功率的稳定平衡能力，补充夜间及光照不足时的输出电力，提高电能质量；3、光热电站风力辅助发电系统也可不与电网连接，实施独立运行，风力发电装置的输出电力可作为光热电站的自用电(电站厂区用电)，促使光热电站无需依赖外部电网，实现脱网独立运行，增加光热电站的适用性和可靠性；4、分布式的风力发电装置输出的电力与光热电站输出的电力合并输出，可优先风电上网，确保电力输出稳定及最大化利用风力资源；5、风力发电装置处以多个反射镜结构的间隔空间内，风力发电装置的叶片扫风区域与反射镜结构在高度方向上部分或全部重合，利用高速度的风力进行发电的同时，减少了反射镜阵列所受风力，降低了风力对反射镜阵列的破坏，叶片的扫风作用，将风向分散，减轻了正常风吹时引起的镜片共振问题，增加了反射镜的安全可靠性；6、虽然风力发电的单位功率投资较低，但由于风力的不稳定，对电网干扰较大，目前存在限制上网问题，本发明通过风力发电和光热发电的相互调节，可以在稳定输出电力的情况下确保风电全额上网，解决目前风电上网的不稳定问题。
【附图说明】
[0012]图1为本发明的第一实施例结构示意图。
[0013]图2为本发明的第二实施例结构示意图。
[0014]图3为本发明的第三实施例结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施例对本发明进行进一步的详细说明。
[0016]图1为本发明的第一实施例结构示意图。如图1所示，该实施例为槽式光热电站风力辅助发电系统，其中，反射镜结构为槽式反射镜列，如槽式反射镜列101-1、槽式反射镜列101-2，在多个槽式反射镜列间隔的空间内布置风力发电装置，如槽式反射镜列101-1与槽式反射镜列101-2间隔的空间内布置的多个风力发电装置,如风力发电装置102-1、风力发电装置102-2、风力发电装置102-3。此外，光热电站风力辅助发电系统还包括储热装置和电源汇合处理装置，如该实施例中槽式光热电站风力辅助发电系统中包括的储热装置103和电源汇合处理装置104，所述风力发电装置的输出电力与光热电站的输出电力经电源汇合处理装置104合并输出后与电网并网连接，实现风力发电对电网的稳定电力输出，提高风力发电装置的利用率。另外，风力发电装置的输出电力与光热电站的输出电力经电源汇合处理装置104合并输出时，可优先保证风力发电装置以最大功率输出，光热电站的输出电力根据调度要求输出，可将光热电站产生的多余热量存入储热装置103储存，确保电力输出稳定及最大化利用风力资源。
[0017]图2为本发明的第二实施例结构示意图。如图2所示，该实施例为菲涅尔电站风力辅助发电系统，其中，反射镜结构为菲涅尔反射镜阵列，如由菲涅尔反射镜列201-1、菲涅尔反射镜列201-2等菲涅尔反射镜列构成的第一菲涅尔反射镜阵列；由菲涅尔反射镜列202-1、菲涅尔反射镜列202-2等反射镜列构成的第二菲涅尔反射镜阵列；多个菲涅尔反射镜阵列的间隔空间内布置风力发电装置，如第一菲涅尔反射镜阵列与第二菲涅尔反射镜阵列的间隔空间内布置的风力发电装置203-1、风力发电装置203-2、风力发电装置203-3。
[0018]图3为本发明的第三实施例结构示意图。如图3所示，该实施例为塔式光热电站，其中，反射镜结构为定日镜阵列，如由定日镜301-1、定日镜301-2等定日镜构成的第一定日镜阵列；由定日镜302-1、定日镜302-2等定日镜构成的第二定日镜阵列；由定日镜
303-1、定日镜303-2等定日镜构成的第三定日镜阵列。在多个定日镜阵列的间隔空间内布置风力发电装置，如第一定日镜阵列与第二定日镜阵列的间隔空间内布置的风力发电装置
304-1，如第二定日镜阵列与第三定日镜阵列的间隔空间内布置的风力发电装置304-2。
[0019]上述所述的风力发电装置可为水平轴风力发电装置或垂直轴风力发电装置，多个分布式的风力发电装置的输出电力与光热电站的输出电力合并输出，光热电站风力辅助发电系统也可不与电网连接，实施独立运行，风力发电装置的输出电力可作为光热电站的自用电(电站厂区用电)，使光热电站具备独网运行，独立启动能力，增加光热电站的适用性和可靠性。在实际实施中，为保护反射镜免受强风损伤破坏，需对风力发电装置的安装高度进行设计，使叶片扫风区域与所述反射镜结构在高度方向上部分或全部重合，由于一般的吹风方向呈水平或较小的攻角，这样布置可以使得反射镜结构部分或全部躲藏于扫风区域后方，当风力经过叶片扫风区域后，利用该部分风力进行风力发电的同时，消耗风力的一部分能量，降低了风速，这部分继续前进的风力减弱，再施加到高度基本相当(叶片扫风区域与所述反射镜结构在高度方向上部分或全部重合)的反射镜结构上的风力也将减弱，从而保护镜片少受或免受风力的损伤；另外，由于叶片的扫风作用，将风向分散，这部分经过风力发电机以后的风力方向发散后，减轻了正常单向风吹时引起的镜片共振问题，避免镜片破碎，增加反射镜的安全可靠性。
[0020]显而易见，在不偏离本发明的真实精神和范围的前提下，在此描述的本发明可以有许多变化。因此，所有对于本领域技术人员来说显而易见的改变，都应包括在本权利要求书所涵盖的范围之内。本发明所要求保护的范围仅由所述的权利要求书进行限定。
【主权项】
1.一种光热电站风力辅助发电系统，包括反射镜结构和风力发电装置，其特征在于，所述风力发电装置布置于多个所述反射镜结构的间隔空间内。2.根据权利要求1所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，所述反射镜结构为槽式反射镜列或定日镜阵列或菲涅尔反射镜阵列。3.根据权利要求1所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，所述风力发电装置包括水平轴风力发电机或垂直轴风力发电机。4.根据权利要求1所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，所述风力发电装置的叶片扫风区域与所述反射镜结构在高度方向上部分或全部重合。5.根据权利要求1所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，所述光热电站风力辅助发电系统包括储热装置。6.根据权利要求1所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，所述风力发电装置的输出电力与光热电站的输出电力合并输出后与电网并网连接，实现风力发电对电网的稳定电力输出，提高风力发电装置的利用率。7.根据权利要求1所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，所述风力发电装置的输出电力与光热电站的输出电力合并输出，非并网，实施独立运行。8.根据权利要求7所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，所述风力发电装置的输出电力与光热电站的输出电力合并输出时，优先保证风力发电装置以最大功率输出，光热电站的输出电力根据调度要求输出，多余热量进入储热装置储存。9.根据权利要求1所述的一种光热电站风力辅助发电系统，其特征在于，所述风力发电装置的输出电力用于光热电站的自用电，使光热电站具备独网运行，独立启动能力。
【专利摘要】本发明提供了一种光热电站风力辅助发电系统，包括反射镜结构和风力发电装置，其特征在于，所述风力发电装置布置于多个所述反射镜结构的间隔空间内。利用本发明的光热电站风力辅助发电系统可提高风力发电的输出功率的稳定性，补充夜间及光照不足时的输出电力，提高电能质量；通过风力发电和光热发电的相互调节，可以在稳定输出电力的情况下确保风电全额上网，解决目前风电上网的不稳定问题；并可降低风力对反射镜阵列的破坏力，增加反射镜的利用率。
【IPC分类】F03G6/00, F03D9/18, F03D3/06, F03D1/06, F03D9/25
【公开号】CN105221349
【申请号】CN201410284741
【发明人】刘映华, 刘辉
【申请人】刘映华, 刘辉
【公开日】2016年1月6日
【申请日】2014年6月23日