CN103726998B - 集群式太阳能热发电系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种集群式太阳能热发电系统，解决了单一式的太阳能热发电系统运行稳定性存在隐患、以及各发电系统调度困难的问题。本装置包括依次连接的集热装置、蓄能装置及发电机组，其特征在于：所述集热装置至少设有两套组成集热装置群，各套集热装置分别通过相互独立的热介质管道与蓄能装置连接。本发明采用集群系统，可以使得太阳能热发电系统，在聚光集热上有最高的利用率和稳定性，集中蓄能使得工质的循环和控制更加容易，发电机组集群可以根据具体情况让不同数量的发电机组进行工作，使发电机组都在较好的效率下工作。

Description

集群式太阳能热发电系统
技术领域
本发明涉及一种太阳能热发电系统，涉及一种集群式的太阳能热发电系统。
技术背景
近年来，降低甚至摆脱对化石能源依赖的诉求，促进了太阳能技术的发展。现有的太阳能热发电技术主要有塔式、槽式和碟式三种，其聚光、集热以及发电的形式虽然各有不同，但基本工作原理：聚光集热——能量存储和传递——发电机组转化为电能，是一致的；上述三种太阳能发电系统各有优缺点，碟式系统的发电装置无法存储能量，受光照影响非常大，槽式系统不能达到很高的温度，塔式系统通常只有一个集热塔及配套的镜场，集热塔一旦出现问题则立刻影响整个电站的运行，维护难度较高。
太阳能热发电，不仅直接依赖于外部日照情况的变化，也要响应电网的调度要求。如何设计电站的聚光、集热和发电装置，使电站的运行更加稳定，能通过对电站自身的调节和控制，使电站以最高的效率运行，满足日照条件的变化和电网的调度要求等，是太阳能热发电技术的关键问题。
传统的太阳能热发电系统，尤其是以塔式系统为例，均采用一套集热装置对应一套蓄能装置，然后再与蓄能装置配套设置发电机组的单一式运行方式，一旦集热塔出现问题，那么即使其他装置完好，也无法正常工作，整个电站运行的稳定性隐患较大。同时，单一式的太阳能热发电系统，在光照条件不好的情况下，蓄能不足，造成发电机组无法处于高效率的运行状态，能量利用率低；如果存在多套系统，各套系统之间相互独立，也无法实现同一调配。
发明内容
本发明的目的在于针对传统单一式的太阳能热发电系统运行稳定性存在隐患的问题，提供一种多套集热装置并联集群的太阳能热发电系统。同时也解决了多套单一式系统运行时不能同一调配，能量利用率低的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种集群式太阳能热发电系统，包括依次连接的集热装置、蓄能装置及发电机组，所述集热装置至少设有两套组成集热装置群，各套集热装置分别通过相互独立的热介质管道与蓄能装置连接。当一套集热装置出现故障或者停机维护时，其他的集热装置依旧正常运行，能保证集群系统整体的稳定性和持续运行，在相同发电量的前提下，能降低整个系统的维护成本和运行成本。各集热装置均与同一蓄能装置连接，热能能够统一调配，保证发电机组的高效率运行，提高能量利用率。
作为优选，所述集热装置为塔式系统，一套集热装置包括一个集热塔及环绕集热塔设置的用于聚焦的定日镜阵列。集群中单套塔式系统的集热装置与传统的单一式塔式系统集热装置相同，合理利用成熟技术，保证系统的稳定。
作为优选，所述蓄能装置为多个可独立储能的蓄能单元的集群。单一蓄能单元的故障和维护不影响整体的运行。
作为优选，所述发电机组具有多组构成发电机组集群，各发电机组并联并相互独立运行。多发电机组的集群可以根据具体情况让不同数量的发电机组进行工作，使工作的发电机组都具有较好的效率。
作为优选，所述发电机组和蓄能装置通过内含热介质的换热管道相连。蓄能装置与发电机组之间循环的热介质和蓄能装置与集热装置之间循环的热介质可以是同一种，也可以是不同种。
作为优选，所述集热装置群可以为塔式系统、槽式系统、碟式系统的一种或者多种混合搭配集群。单个的塔式系统、槽式系统、碟式系统与现有的单一式系统集热装置一致。
本发明采用集群系统，可以使得太阳能热发电系统，在聚光集热上有最高的利用率和稳定性，集中蓄能使得工质的循环和控制更加容易，多发电机组集群可以根据具体情况让不同数量的发电机组进行工作，使发电机组都在较好的效率下工作。
附图说明
图1是本发明一种结构示意图。
图中：1.集热装置，11.集热塔，12.定日镜，2.热介质管道，3.蓄能装置，31.蓄能单元，4.发电机组集群，41.发电机组，5.智能控制装置。
具体实施方式
下面通过具体实施例并结合附图对本发明进一步说明。
实施例：一种集群塔式太阳能发电系统，如图1所示。本装置具有两套塔式集热装置1组成集热装置群，集热装置1包括集热塔11和定日镜12，定日镜环绕集热塔设置，将太阳光反射聚焦到集热塔的接收器上。两套集热装置1分别通过相互独立的热介质管道2与同一蓄能装置3相连，彼此互不干扰，当定日镜将太阳光反射到集热塔的接收器上时，流经接收器内部管道的热介质就被加热，温度升高的热介质沿着热介质管道2流入蓄能装置3集中蓄能，在进行过热交换之后，热介质质温度降低重新进入循环，流向各个集热塔。
蓄能装置3由若干能独立蓄能的蓄能单元31组成，发电机组集群4包括多个相互并联并独立运行的发电机组41，蓄能装置3与发电机组集群4之间通过管道相连，热介质再管道内循环，将蓄能装置的热量通过热交换传递到发电机组集群进行发电。蓄能装置与发电机组之间循环的热介质和蓄能装置与集热装置之间循环的热介质可以是同一种，也可以是不同种。发电机组集群4还设有智能控制装置5，可以根据电网调度情况及蓄能装置的蓄能情况控制合适数量的发电机组运行，以保证每个运行的发电机组能具有更高的工作效率。
本装置采用集群设计，集群式的集热装置使能量的收集更加稳定，故障容错率高，蓄能装置集中蓄能各个集热装置组的热量统筹调节，发电机组集群的合理控制使电站能更好地响应变化的外部条件，具有更高的能量利用率。
本装置的集热装置群也可以包含三组或以上集热装置，且集热装置可以替换为碟式系统、槽式系统的集热装置或者采用多种形式集热装置混合搭配。

Claims (1)

1.一种集群式太阳能热发电系统，包括依次连接的集热装置、蓄能装置及发电机组，其特征在于：所述集热装置至少设有两套组成集热装置群，各套集热装置分别通过相互独立的热介质管道与蓄能装置连接，所述蓄能装置为多个可独立储能的蓄能单元的集群，所述发电机组具有多组构成发电机组集群，各发电机组并联并相互独立运行，所述发电机组和蓄能装置通过内含热介质的换热管道相连，所述集热装置群可以为塔式系统、槽式系统、碟式系统的一种或者多种混合搭配集群。
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