一种光热电站发电效率计算方法、装置及可读存储介质

摘要

本发明提供了一种光热电站发电效率计算方法、装置及可读存储介质，该方法包括以下步骤：S100、计算光热发电并储能工况下进入动力发电系统的能量Q2，对Q2进行修正得到对应纯光热发电工况下聚光集热系统输出热量Q2′；S200、计算光热发电并储能工况下的聚光集热效率ηS，对ηS进行修正得到对应纯光热发电工况下的聚光集热器效率ηS′；S300、计算对应纯光热发电工况下太阳直射辐射强度I′：其中，A为光热电站镜场总面积；S400、将太阳直射辐射强度I′带入模型进行发电效率计算。本发明将光热发电并储能的试验工况转化为相同时间、相同环境条件及内部参数下的纯光热发电工况，从而能够排除储能系统对测试的影响，提高光热电站的发电效率计算精度。

说明书

技术领域

本发明涉及光热发电系统的性能试验技术，尤其涉及一种光热电站发电效率计算方法、装置及可读存储介质。

背景技术

近年来，光热发电技术不断成熟，光热产业得到大力发展。光热电站的性能考核是电站建设中必不可少的一个环节，然而目前还没有形成成熟的、通用的光热电站试验计算方法及规程。

大型槽式光热电站主要包括：聚光集热系统、储能系统、动力发电系统。聚光集热系统是光热发电的核心模块，槽式聚光集热系统利用跟踪装置调整镜面正对太阳光照，之后利用抛物面反射镜将光线汇聚到焦线，在焦线上设置有集热器，利用聚集的太阳能对集热管内的导热油工质加热，使工质工作温度可接近400℃；储能系统可以在太阳光照不足或夜间无光照的条件下为光热电站提供热能，目前光热电站主要利用熔融盐作为储能工质，大容量储热可保证机组在无光照条件下连续运行数小时；动力发电系统的基本组成与原理和常规传统能源发电设备类似，导热油经过换热器与工质水进行换热，产生蒸汽推动汽轮发电机组做功。

根据外界光照条件的变化，光热电站有4种主要的运行模式：纯光热发电模式，光热发电并储能模式、光热和储能联合发电模式、纯储能发电模式。在无光照条件下，系统利用储能装置提供发电能量的运行方式为纯储能发电模式；在光照条件较差且没有储能能量的情况下(通常发生在清晨)，系统以纯光热发电模式运行，当外界光照条件较差但有可利用储能能量时(通常发生在多云的天气条件下或傍晚)，系统以光热和储能联合发电模式运行；当 DNI(太阳直射辐射强度)处于较高水平，除去用于发电外的多余能量进入储能装置，此时系统处于光热发电并储能运行模式(通常发生在正午时段)。对比四种运行模式可知，只有在光热发电并储能运行模式下，DNI处于较高水平，且在特定时段内DNI波动较小，因此更容易达到热平衡。另外，在该模式下还可以通过控制进入储能系统的导热油流量来调整进入动力发电系统的热量，可在多个期望的发电功率下进行试验。因此，宜采用光热发电并储能模式进行试验，获得全厂的性能指标。

但是在光热发电并储能运行模式下进行全厂性能试验的问题在于，由于储能装置的存在，DNI并没有直接对应动力发电系统的输出，所以在光热发电并储能运行模式下，考核全厂发电效率(集热系统接收太阳能全部进入动力发电系统做功发电)时，测量数据无法直接用于计算纯光热发电工况的全厂发电效率(即光电转化效率)。如何排除储能系统对发电效率测试的影响，就成为本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够排除储能系统影响的光热电站发电效率计算方法、装置及可读存储介质。

以下给出一个或多个方面的简要概述以提供对这些方面的基本理解。此概述不是所有构想到的方面的详尽综览，并且既非旨在指认出所有方面的关键性或决定性要素亦非试图界定任何或所有方面的范围。其唯一的目的是要以简化形式给出一个或多个方面的一些概念以为稍后给出的更加详细的描述之序。

根据本发明的一方面，提供了一种光热电站发电效率计算方法，包括以下步骤：

S100、计算光热发电并储能工况下进入动力发电系统的能量Q

S200、计算光热发电并储能工况下的聚光集热效率η

S300、计算对应纯光热发电工况下太阳直射辐射强度I′：

其中，A为光热电站镜场总面积；

S400、将太阳直射辐射强度I′带入模型进行发电效率计算。

在一实施例中，该方法的所述S100包括：

S101、获得光热发电并储能工况下的动力系统入口导热油流量M

S102、根据聚光集热场出口导热油温度T

S103、计算进入动力发电系统的能量Q

Q

S104、对Q

在一实施例中，该方法的所述S200包括：

S201、获得光热发电并储能工况下的主循环回路导热油质量流量M

S202、根据聚光集热场出口导热油温度T

S203、计算光热发电并储能工况下的聚光集热效率η

其中，Q

S204、对η

在一实施例中，该方法的所述S100中对Q

Q

所述修正系数C与聚光集热场入口导热油温度F

在一实施例中，该方法的所述修正系数C的计算公式为：

C＝0.0003T

在一实施例中，该方法的所述S200中对η

在一实施例中，该方法的所述修正曲线为开口向上的抛物线。

在一实施例中，该方法的所述修正曲线的公式为：

η

根据本发明的另一方面，还提供了一种光热电站性能试验计算装置，包括：

热量计算模块，用于计算光热发电并储能工况下进入动力发电系统的能量Q

效率计算模块，用于计算光热发电并储能工况下的聚光集热效率η

太阳直射辐射强度计算模块，用于计算对应纯光热发电工况下太阳直射辐射强度I′：

其中，A为光热电站镜场总面积；

发电效率计算模块，用于将太阳直射辐射强度I′带入模型进行发电效率计算。

根据本发明的又一方面，还提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质中存储有计算指令，所述计算指令被处理器执行时实现上述任一实施例所述的光热电站发电效率计算方法。

本发明实施例的有益效果是：通过计算光热发电并储能工况下的聚光集热系统输出热量和聚光集热器效率并进行修正，将光热发电并储能的试验工况转化为相同时间、相同环境条件及内部参数下的纯光热发电工况，从而能够排除储能系统对测试的影响，提高光热电站的发电效率计算精度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

在结合以下附图阅读本公开的实施例的详细描述之后，能够更好地理解本发明的上述特征和优点。在附图中，各组件不一定是按比例绘制，并且具有类似的相关特性或特征的组件可能具有相同或相近的附图标记。

图1是常见光槽式热电站的示意图；

图2是本发明方法实施例的流程图；

图3是本发明方法实施例步骤S100流程图；

图4是本发明方法实施例步骤S200流程图；

图5是本发明装置实施例的模块示意图。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明作详细描述。注意，以下结合附图和具体实施例描述的诸方面仅是示例性的，而不应被理解为对本发明的保护范围进行任何限制。

本申请实施例提供了一种光热电站发电效率计算方法，适用于如图1所示的光槽式热电站等光热系统。如图2所示，该方法包括以下步骤：

S100、计算光热发电并储能工况下进入动力发电系统的能量Q

需要说明的是，本申请中所述″对应纯光热发电工况″，指的是光热发电并储能的试验工况转化成的相同时间、相同环境条件及内部参数下的纯光热发电工况。

在可能的实施例中，S100如图3所示，包括：

S101、通过测量等方式获得光热发电并储能工况下的动力系统入口导热油流量M

S102、根据聚光集热场出口导热油温度T

S103、计算进入动力发电系统的能量Q

Q

S104、对Q

一种可能的修正方法为采用修正系数C对Q

Q

而修正系数C应与聚光集热场入口导热油温度F

经过试验，优选地，修正系数C的计算公式为：

C＝0.0003T

当然，本领域技术人员也容易想到对其中的系数和常数项进行调整，因此该式仅为优选算法。

S200、计算光热发电并储能工况下的聚光集热效率η

在可能的实施例中，S200如图4所示，包括：

S201、通过测量等方式获得光热发电并储能工况下的主循环回路导热油质量流量M

S202、根据聚光集热场出口导热油温度T

S203、计算光热发电并储能工况下的聚光集热效率η

其中，Q

S204、对η

一种可能的修正方法为采用修正曲线对η

η

其中(2E-6)即2＊10^-6。此式为优选公式，本领域技术人员也对其中的数值进行修改或采用其他类型的修正曲线。

S300、计算对应纯光热发电工况下太阳直射辐射强度I′：

其中，A为光热电站镜场总面积；

S400、将太阳直射辐射强度I′带入现有模型进行发电效率计算。获得对应纯光热发电工况下太阳直射辐射强度I′后，可算出相应的其他边界条件，将 I′及其他边界条件带入现有的计算模型中，即可获得发电效率等参数。

本方法通过计算光热发电并储能工况下的聚光集热系统输出热量和聚光集热器效率并进行修正，将光热发电并储能的试验工况转化为相同时间、相同环境条件及内部参数下的纯光热发电工况，从而能够排除储能系统对测试的影响，提高光热电站的性能试验计算精度。

参考某50MW光热机组在光热发电并储能工况下的设计数据与纯光热发电工况设计数据，利用本发明的计算方法进行计算，结果如下表所示：

表1工况转换后的参数与纯光热发电模式设计参数对比

上表所得数据可知，在同样的环境条件下，当DNI由850W/m

与上述方法对应地，本申请实施例还提供了一种光热电站发电效率计算装置，包括：

热量计算模块501，用于计算光热发电并储能工况下进入动力发电系统的能量Q

效率计算模块502，用于计算光热发电并储能工况下的聚光集热效率η

太阳直射辐射强度计算模块503，用于计算对应纯光热发电工况下太阳直射辐射强度I′：

其中，A为光热电站镜场总面积；

发电效率计算模块504，用于将太阳直射辐射强度I′带入模型进行发电效率计算。

此外，本申请实施例提供一种可读存储介质，可读存储介质中存储有计算指令，计算指令被处理器执行时实现上述实施例中所提供的光热电站发电效率计算方法。本申请实施例所描述的计算机可读存储介质包括随机存储器 (RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

提供对本公开的先前描述是为使得本领域任何技术人员皆能够制作或使用本公开。对本公开的各种修改对本领域技术人员来说都将是显而易见的，且本文中所定义的普适原理可被应用到其他变体而不会脱离本公开的精神或范围。由此，本公开并非旨在被限定于本文中所描述的示例和设计，而是应被授予与本文中所公开的原理和新颖性特征相一致的最广范围。

以上所述仅为本申请的较佳实例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请保护的范围之内。