一种风光热电力互补系统技术方案

本发明专利技术公开了一种风光热电力互补系统，该系统包括光热发电单元、光伏发电单元、风力发电单元；光热发电单元是整个系统的发电主体，布置在整个系统所处站址的中央区域，包括镜场、吸热塔、吸热器、冷熔盐储罐、热熔盐储罐以及附属装置；光伏发电单元包括光伏阵列、聚光光伏板、第一能量单元，光伏发电单元的电能直接用于光热发电单元的在线厂用电；风力发电单元包括第二能量单元、风力发电机群，风力发电机群设置在整个系统的外围周侧，风力发电单元的电能直接用于光热发电单元的离线厂用电。本发明专利技术实现对多种新能源的互补利用，将光伏及风电等间歇性、不稳定的电力转换为稳定的光热电力，实现了电力品质的优化。

A solar thermal power complementary system

【技术实现步骤摘要】
一种风光热电力互补系统
本专利技术属于太阳能热发电
，尤其涉及一种风光热电力互补系统。
技术介绍
太阳能热发电，也叫太阳能聚光热发电（ConcentratingSolarPower，简称CSP），目前国际上太阳能热发电系统的主要技术路线有塔式、槽式、线性菲涅尔式、碟式等。储能系统的投运，使光热发电技术区别于风能、光伏等其他新能源发电形式，可以实现24小时连续、稳定、可调度的电力输出。光热发电被认为是最有可能代替火电承担电力基础负荷的清洁能源，采用传统的汽轮发电机组使得光热电站具备了调频、调峰能力，光热电力是真正的友好型可再生能源。光热发电由于具备长时间储热的功能，即使在光资源波动的情况下也可以实现电能的稳定输出，光热电站具备作为电网基础负荷的特性，在储热时长合适的情况下，可以实现电站连续24小时满负荷稳定发电。而光伏、风电等新能源模式则具有间歇性、不稳定性等特点，对电网的冲击较大，甚至破坏整个电力系统的稳定性，目前也存在利用电池储能或其他介质储能辅助光伏或风电进行发电的模式，但是这种方式成本十分高昂，并且储能的时间一般都很短，无法做到和光热电站一样，持续长时间的储能。此外，光热发电过程中，总发电量中有相当一部分是作为厂用电被自身消耗，这部分电量称作在线厂用电；同时为了在无光条件下保证电伴热等设备的正常运行，防止熔盐凝固，电站在停止发电时还要外购一部分市电，这部分电量称作离线厂用电。在线厂用电的消耗极大的影响光热电站的经济性，同时离线厂用电的稳定性也影响光热电站的安全性。专利技术内容针对上述问题，本专利技术提供一种风光热电力互补系统，实现对多种新能源的互补利用，将光伏及风电等间歇性、不稳定的电力转换为稳定的光热电力，实现了电力品质的优化。为解决上述问题，本专利技术的技术方案为：一种风光热电力互补系统，包括：光热发电单元、光伏发电单元、风力发电单元；其中，所述光热发电单元是整个系统的发电主体，布置在整个系统所处站址的中央区域，包括：镜场、吸热塔、吸热器、冷熔盐储罐、热熔盐储罐以及附属装置，所述吸热塔设置在整个系统所处站址的中心点，所述吸热器设置在所述吸热塔的顶部，所述附属装置和所述冷熔盐储罐、热熔盐储罐均设置在所述吸热塔的周侧，所述镜场同样设置在所述吸热塔的周侧；所述光伏发电单元包括光伏阵列、聚光光伏板、第一能量管理单元，所述光伏阵列设置在所述附属装置的建筑物屋顶、所述吸热塔的顶层、所述镜场的边角余地、所述冷熔盐储罐和所述热熔盐储罐的顶部，所述聚光光伏板设置在所述吸热塔的纠偏板周侧，所述光伏发电单元产生的电能直接用于所述光热发电单元的在线厂用电，所述第一能量管理单元的电能输入端与光伏发电单元的电能输出端电连接，所述第一能量管理单元的电能输出端与所述光热发电单元的在线厂用电的输入端电连接，所述光伏发电单元通过设置光伏朝向角和装机规模，以实现光伏发电单元出力曲线与光热发电单元的在线厂用电的曲线相匹配；所述风力发电单元包括风力发电机群、第二能量管理单元，所述风力发电机群设置在整个系统的外围周侧，所述风力发电单元产生的电能直接用于所述光热发电单元的离线厂用电，所述风力发电单元的电能输出端与所述第二能量管理单元的电能输入端电连接，所述第二能量管理单元的电能输出端与所述光热发电单元的离线厂用电的输入端电连接，所述风力发电单元通过设置风力发电机的风机规格，以实现风力发电单元出力曲线与所述光热发电单元的离线厂用电的曲线相匹配。优选地，还包括电加热单元，所述电加热单元包括电加热炉、冷盐泵、热盐泵、线缆、第一熔盐管道、第二熔盐管道，所述电加热炉通过线缆分别与所述光伏发电单元和/或所述风力发电单元电连接，将光伏发电单元产生的无法匹配光热发电单元在线厂用电的多余电力和/或风力发电单元产生的无法匹配光热发电单元离线厂用电的多余电力以电加热的方式加热熔盐；所述电加热炉的入口通过第一熔盐管道与所述冷熔盐储罐连接，且第一熔盐管道上设置冷盐泵，所述电加热炉的出口通过第二熔盐管道与所述热熔盐储罐连接，且第二熔盐管道上设置热盐泵；电加热单元的冷盐泵根据光伏发电单元和/或风力发电单元的剩余情况，将一部分冷盐从冷熔盐储罐中抽出到电加热炉，在考虑电能损耗、电加热炉效率、电动设备耗能后，光伏发电单元和/或风力发电单元的剩余电能要满足这部分冷盐加热所需的焓值，当电加热炉利用光伏发电单元和/或风力发电单元的多余电量加热完这部分熔盐后，热盐泵将加热到指定温度的熔盐泵入热熔盐储罐。优选地，所述电加热单元至少包括两个电加热炉，所述电加热炉采用并联的方式布置，每个电加热炉均由光伏发电单元和/或风力发电单元单独供电，当其中一个故障时，其他电加热炉不受影响，在日常工作时也可根据光伏发电单元、风力发电单元的电力剩余情况确定电加热炉投入工作的个数，以提高单个电加热炉的加热效率。为了保证熔盐均匀受热，所述电加热炉优选配置有足够的搅拌器和/或加热棒等装置。为了防止第一熔盐管道和第二熔盐管道发生熔盐凝结事故，所述第一熔盐管道、第二熔盐管道上均优选配置有电伴热装置。优选地，所述风力发电机群在风速较大的方位布置风机密度较密集，在风速较小的方位布置风机较稀疏；优化风机在不同方位的布置密度，风力发电单元还起到光热发电单元中镜场防风墙的作用，当极端气象条件时，特别是大风日或者沙暴日，布置在外围的风力发电机群可以有效减阻风速和沙尘，提高镜场可用率，减小定日镜的磨损，提高镜场的安全性。优选地，所述光伏发电单元的光伏阵列的电池板背后设置有循环水系统，其中的循环水将为光伏阵列降温，并通过换热，配合太阳能热水器或天然气加热装置，为电站的生活区提供热水。优选地，所述光伏发电单元的光伏朝向角设置的方法，包括：S1：获取光资源数据：获取光热发电站站址处一年的光资源逐时数据，包括太阳全辐射量数据和太阳法向直接辐射量数据；S2：判断太阳全辐射量数据与太阳法向直接辐射量数据是否完全同步；判断方法为：若以时间T作为验证数据是否同步的错位时间，t0为起始时间，验证的总时长为Δt，所述太阳全辐射量数据从t0开始选取，至t0+Δt结束，所述太阳法向直接辐射量数据从t0+T开始选取，至t0+T+Δt结束，错位时间T按预设时间间隔递增，从-T变化至T，计算太阳全辐射量数据与太阳法向直接辐射量数据的差值最小时所对应的T值，若错位时间T不为零，则太阳全辐射量数据与太阳法向直接辐射量数据不重合，则说明两者不同步，若错位时间T为零，则太阳全辐射量与太阳法向直接辐射量同步，光伏朝向角则采用当前朝向角，当前朝向角为光伏发电单元在该纬度下获得最高发电量所对应的最优朝向角；S3：当太阳全辐射量与太阳法向直接辐射量不同步时，则需要重新确定光伏发电单元的光伏朝向角，为使光伏发电单元替代更多光热发电单元在线厂用电，若太阳全辐射量数据起始时间靠前，在北半球，则应使光伏发电单元的光伏朝向角大于当前朝向角，使得光伏发电单元的出力曲线后移；若太阳全辐射量数据靠后，在北半球，则应使光伏发电单元的光伏朝向角小于当前朝向角，使得光伏发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风光热电力互补系统，其特征在于，包括：光热发电单元、光伏发电单元、风力发电单元；其中，/n所述光热发电单元是整个系统的发电主体，布置在整个系统所处站址的中央区域，包括：镜场、吸热塔、吸热器、冷熔盐储罐、热熔盐储罐以及附属装置，所述吸热塔设置在整个系统所处站址的中心点，所述吸热器设置在所述吸热塔的顶部，所述附属装置和所述冷熔盐储罐、热熔盐储罐均设置在所述吸热塔的周侧，所述镜场同样设置在所述吸热塔的周侧；/n所述光伏发电单元包括光伏阵列、聚光光伏板、第一能量管理单元，所述光伏阵列设置在所述附属装置的建筑物屋顶、所述吸热塔的顶层、所述镜场的边角余地、所述冷熔盐储罐和所述热熔盐储罐的顶部，所述聚光光伏板设置在所述吸热塔的纠偏板周侧，所述光伏发电单元产生的电能直接用于所述光热发电单元的在线厂用电，所述第一能量管理单元的电能输入端与光伏发电单元的电能输出端电连接，所述第一能量管理单元的电能输出端与所述光热发电单元的在线厂用电的输入端电连接，所述光伏发电单元通过设置光伏朝向角和装机规模，以实现光伏发电单元出力曲线与光热发电单元的在线厂用电的曲线相匹配；/n所述风力发电单元包括风力发电机群、第二能量管理单元，所述风力发电机群设置在整个系统的外围周侧，所述风力发电单元产生的电能直接用于所述光热发电单元的离线厂用电，所述风力发电单元的电能输出端与所述第二能量管理单元的电能输入端电连接，所述第二能量管理单元的电能输出端与所述光热发电单元的离线厂用电的输入端电连接，所述风力发电单元通过设置风力发电机的风机规格，以实现风力发电单元出力曲线与所述光热发电单元的离线厂用电的曲线相匹配。/n...

【技术特征摘要】
1.一种风光热电力互补系统，其特征在于，包括：光热发电单元、光伏发电单元、风力发电单元；其中，
所述光热发电单元是整个系统的发电主体，布置在整个系统所处站址的中央区域，包括：镜场、吸热塔、吸热器、冷熔盐储罐、热熔盐储罐以及附属装置，所述吸热塔设置在整个系统所处站址的中心点，所述吸热器设置在所述吸热塔的顶部，所述附属装置和所述冷熔盐储罐、热熔盐储罐均设置在所述吸热塔的周侧，所述镜场同样设置在所述吸热塔的周侧；
所述光伏发电单元包括光伏阵列、聚光光伏板、第一能量管理单元，所述光伏阵列设置在所述附属装置的建筑物屋顶、所述吸热塔的顶层、所述镜场的边角余地、所述冷熔盐储罐和所述热熔盐储罐的顶部，所述聚光光伏板设置在所述吸热塔的纠偏板周侧，所述光伏发电单元产生的电能直接用于所述光热发电单元的在线厂用电，所述第一能量管理单元的电能输入端与光伏发电单元的电能输出端电连接，所述第一能量管理单元的电能输出端与所述光热发电单元的在线厂用电的输入端电连接，所述光伏发电单元通过设置光伏朝向角和装机规模，以实现光伏发电单元出力曲线与光热发电单元的在线厂用电的曲线相匹配；
所述风力发电单元包括风力发电机群、第二能量管理单元，所述风力发电机群设置在整个系统的外围周侧，所述风力发电单元产生的电能直接用于所述光热发电单元的离线厂用电，所述风力发电单元的电能输出端与所述第二能量管理单元的电能输入端电连接，所述第二能量管理单元的电能输出端与所述光热发电单元的离线厂用电的输入端电连接，所述风力发电单元通过设置风力发电机的风机规格，以实现风力发电单元出力曲线与所述光热发电单元的离线厂用电的曲线相匹配。


2.根据权利要求1所述的风光热电力互补系统，其特征在于，还包括电加热单元，所述电加热单元包括电加热炉、冷盐泵、热盐泵、线缆、第一熔盐管道、第二熔盐管道，所述电加热炉通过线缆分别与所述光伏发电单元和/或所述风力发电单元电连接，所述光伏发电单元、所述风力发电单元用于向所述电加热炉供电；
所述电加热炉的入口通过第一熔盐管道与所述冷熔盐储罐连接，且第一熔盐管道上设置冷盐泵，所述电加热炉的出口通过第二熔盐管道与所述热熔盐储罐连接，且第二熔盐管道上设置热盐泵。


3.根据权利要求1所述的风光热电力互补系统，其特征在于，所述光伏发电单元的光伏阵列的电池板背后设置有循环水系统。


4.根据权利要求2所述的风光热电力互补系统，其特征在于，所述电加热单元至少包括两个电加热炉，所述电加热炉采用并联的方式布置，每个所述电加热炉均由光伏发电单元和/或风力发电单元单独供电。


5.根据权利要求2所述的风光热电力互补系统，其特征在于，所述电加热炉配置有保证熔盐受热均匀的足够的搅拌器和/或加热棒。


6.根据权利要求2所述的风光热电力互补系统，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：金建祥，徐能，宓霄凌，杨都堂，李建华，薛刚强，李晓波，韩梦天，
申请(专利权)人：浙江中控太阳能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33