CN109724269A - 太阳能全光谱热电联供系统及储能配置方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种太阳能全光谱热电联供系统及储能配置方法，涉及太阳能光伏光热综合利用技术领域，包括聚光光伏光热装置、电力供应装置、热力供应装置以及测试控制装置；聚光光伏光热装置将全光谱太阳辐射能转换成电能与热能，将热能存储至热力供应装置的储热介质箱中；以及将电能存储至电力供应装置的锂电池中。在系统运行时，锂电池存储的部分电能用于驱动聚光光伏光热装置、热力供应装置和测试控制装置运行，其他电能用于供应用户电负载；储热介质箱存储的部分热能用于保证锂电池在其最佳温度下工作，其他热能供应用户热负载。这种太阳能全光谱热电联供系统的自产电自用电以及储能配置新方法，实现了无外部电/热能辅助下的高效独立自主运行。

Description

太阳能全光谱热电联供系统及储能配置方法

技术领域

本发明涉及太阳能光伏光热综合利用技术领域，尤其是涉及一种太阳能全光谱热电联供系统及储能配置方法。

背景技术

聚光光伏光热技术，一方面可以通过热电联供的方式，实现对太阳能全波段的综合利用；另一方面可以通过聚光器替代光伏光热组件，降低了系统成本，同时提高了光热品质。现有的聚光光伏光热系统需要外界供电，以维持其内部热力供应装置、测试与控制系统(运行管理中心)以及跟踪设备的运行。但是，对于偏远的地区，由于外界供电技术难度较高，导致开发此类地区的太阳能资源会造成较大的边际成本，进而导致太阳能资源的闲置和浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种太阳能全光谱热电联供系统及储能配置方法，实现太阳能全光谱热电联供的自产电自用电，从而高效利用全光谱太阳能，使其具备不需要外部电能热能辅助支持的独立自主运行新功能。

第一方面，本发明实施例提供了一种太阳能全光谱热电联供系统，该系统包括：依次连接的聚光光伏光热装置、电力供应装置、热力供应装置、测试控制装置；聚光光伏光热装置还与热力供应装置和测试控制装置连接；电力供应装置与测试控制装置连接；聚光光伏光热装置用于将全光谱太阳辐射能转换成电能与热能，将热能存储至热力供应装置；以及将电能存储至电力供应装置；电力供应装置用于将存储的电能驱动聚光光伏光热装置、热力供应装置、测试控制装置和用户电负载工作；热力供应装置用于将存储的热能提供至用户热负载和电力供应装置，以保证电力供应装置在预设工作温度下输出电能；测试控制装置用于监控和/或配置聚光光伏光热装置、热力供应装置的运行参数，以及监控电力供应装置的运行状态。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，聚光光伏光热装置包括聚光光伏光热阵列，以及与所述聚光光伏光热阵列连接的跟踪设备；聚光光伏光热阵列包括多组聚光光伏光热单元，其中，多组聚光光伏光热单元按着预设串并联方式连接，聚光光伏光热单元的顶端设置有聚光器，以及，底端设置有光伏光热组件；聚光光伏光热单元安装在支架上；聚光光伏光热单元用于利用聚光器对太阳辐射能进行汇聚，然后利用光伏光热组件将太阳辐射能转换成电能和热能；跟踪设备用于调整支架的倾斜角度，使得太阳直射光与聚光器入射光孔的夹角为预设角度。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，电力供应装置包括光伏逆变控制一体机，以及与光伏逆变控制一体机连接的锂电池；光伏逆变控制一体机与聚光光伏光热装置和热力供应装置连接；光伏逆变控制一体机用于控制聚光光伏光热装置以设定的最大功率输出电能，并将电能存储至锂电池；锂电池用于将存储的电能经光伏逆变控制一体机提供至聚光光伏光热装置、热力供应装置、测试控制装置以及用户电负载以及接收热力供应装置传输的热能，以保证锂电池在预设工作温度下输出电能。

结合第一方面，本发明实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，热力供应装置包括由介质管道依次连接的冷介质箱、第一循环泵、热介质箱、第二循环泵、电磁阀和锂电池恒温箱；第一循环泵经聚光光伏光热装置与热介质箱连接；介质管道存储的介质在第一循环泵的作用下从冷介质箱流经聚光光伏光热装置，以获取聚光光伏光热装置转换的热能，获取热能后的介质存储在热介质箱中；当检测到电磁阀打开时，获取热能后的介质在第二循环泵的作用下流至锂电池恒温箱和用户热负载。

结合第一方面的第三种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，测试控制装置包括运行管理中心、以及与运行管理中心连接的数据采集装置以及控制装置；数据采集装置用于采集太阳能全光谱热电联供系统的运行参数以及环境参数；运行管理中心用于收集运行参数和环境参数，对运行参数和环境参数进行分析、处理和展示，根据处理后的运行参数和环境参数向控制装置输出控制命令；控制装置用于根据控制命令对第一循环泵和第二循环泵进行控制。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，运行管理中心包括运算中心，以及与运算中心连接的数据采集模块、控制模块以及人机界面；数据采集模块用于收集数据采集装置采集的运行参数和环境参数，并将运行参数和环境参数传输给运算中心；运算中心用于根据运行参数和环境参数向控制模块发送控制命令；控制模块用于根据控制命令，配置电力供应装置、热力供应装置和测试控制装置；运算中心还用于根据预编译的系统预测算法，对运行参数和环境参数进行系统运行状态预测，并将系统运行状态发送至人机界面；人机界面用于展示系统运行状态，以监控聚光光伏光热装置、热力供应装置和电力供应装置的运行状态。

结合第一方面的第四种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，数据采集装置包括太阳辐照计、温度采集装置、流量计、风速计、电能表、液位采集装置；太阳辐照计用于检测外界太阳辐射能的辐射能量；流量计用于检测介质管道存储的介质的流速；风速计用于检测外界风速；电能表用于检测电力供应装置存储的电量；温度采集装置用于检测介质以及环境的温度；液位采集装置用于检测冷介质箱和热介质箱中介质的液位高度。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第七种可能的实施方式，温度采集装置包括第一温度计、第二温度计以及环境温度计；第一温度计安装在冷介质箱与聚光光伏光热阵列之间的介质管道的管道上；第二温度计安装在热介质箱与聚光光伏光热阵列之间的介质管道的管道上。

结合第一方面的第六种可能的实施方式，本发明实施例提供了第一方面的第八种可能的实施方式，液位采集装置包括第一液位计和第二液位计；第一液位计安置于冷介质箱内壁上；第二液位计安置于热介质箱内壁上。

第二方面，本发明实施例还提供一种储能配置方法，该储能配置方法应用于第一方面所述的太阳能全光谱热电联供系统，该方法包括：获取聚光光伏光热装置的电性参数；电性参数包括短路电流I₀、开路电压V₀和标准输出功率P₀；根据聚光光伏光热装置的电性参数调整电力供应装置，调整电力供应装置的最大输入电流I_max、最大输入电压V_max和最大输入功率P_max，其中，I_max≥I₀、V_max≥V₀、P_max≥P₀；根据太阳能全光谱热电联供系统的运行能耗，配置电力供应装置所能存储的电容量；获取热力供应装置的热能损失参数和实际热需求参数；根据热能损失参数和实际热需求参数计算所能存储的最小储热量；根据最小储热量，配置热力供应装置中可存储介质的容量空间。

本发明实施例带来了以下有益效果：

本发明实施例提供了一种太阳能全光谱热电联供系统及其储能配制方法，包括聚光光伏光热装置、电力供应装置、热力供应装置以及测试控制装置；聚光光伏光热装置将全光谱太阳辐射能转换成电能与热能，将热能存储至热力供应装置的储热介质箱中；以及将电能存储至电力供应装置的锂电池中，在系统运行时，锂电池存储的部分电能用于驱动系统的聚光光伏光热装置、热力供应装置和测试控制装置运行，其他电能用于供应用户电负载；储热介质箱存储的部分热能用于保证锂电池在其最佳工作温度下输出电能，其他热能供应用户热负载；测试控制装置用于监控和/或配置聚光光伏光热装置、热力供应装置的运行参数，以及监控电力供应装置的运行状态。这种太阳能全光谱热电联供的自产电自用电以及储能配置新方法，系统不仅实现了高效利用全光谱太阳能，而且还具备了不需要外部电能热能辅助支持的独立自主运行新功能。

本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域技术人员来讲，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的附图。

图1为本发明实施例提供的一种太阳能全光谱热电联供系统的结构框图；

图2为本发明实施例提供的一种太阳能全光谱热电联供系统的系统图；

图3为本发明实施例提供的一种储能配置方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

目前，现有的太阳能全光谱热电联供系统依赖外界供电来维持正常运行，基于此，本发明实施例提供的一种太阳能全光谱热电联供系统及储能配置方法，不仅实现了高效利用全光谱太阳能，而且还具备了不需要外部电能热能辅助支持的独立自主运行新功能。

为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种太阳能全光谱热电联供系统进行详细介绍。

实施例一：

本发明实施例提供了一种太阳能全光谱热电联供系统，参考图1所示的一种太阳能全光谱热电联供系统的结构框图，该系统包括依次连接的聚光光伏光热装置102、电力供应装置104、热力供应装置106、测试控制装置108；

具体实现时，该聚光光伏光热装置还与热力供应装置和测试控制装置连接；电力供应装置与测试控制装置连接；

其中，聚光光伏光热装置用于将全光谱太阳辐射能转换成电能与热能，将热能存储至热力供应装置；以及将电能存储至电力供应装置；电力供应装置用于将存储的电能驱动聚光光伏光热装置、热力供应装置、测试控制装置和用户电负载工作；

热力供应装置用于将存储的热能提供至用户热负载和电力供应装置，以保证电力供应装置在预设工作温度下输出电能；

测试控制装置用于监控和/或配置聚光光伏光热装置、热力供应装置的运行参数，以及监控电力供应装置的运行状态。

本实施例提供了一种太阳能全光谱热电联供系统，该系统包括聚光光伏光热装置、电力供应装置、热力供应装置以及测试控制装置；聚光光伏光热装置将全光谱太阳辐射能转换成电能与热能，将热能存储至热力供应装置的储热介质箱中；以及将电能存储至电力供应装置的锂电池中，在系统运行时，锂电池存储的部分电能用于驱动系统的聚光光伏光热装置、热力供应装置和测试控制装置运行，其他电能用于供应用户电负载；储热介质箱存储的部分热能用于保证锂电池在其最佳工作温度下输出电能，其他热能供应用户热负载；测试控制装置用于监控和/或配置聚光光伏光热装置、热力供应装置的运行参数，以及监控电力供应装置的运行状态。这种太阳能全光谱热电联供的自产电自用电以及储能配置新方法，系统不仅实现了高效利用全光谱太阳能，而且还具备了不需要外部电能热能辅助支持的独立自主运行新功能。

在上述实施例的基础上，图2示出了一种太阳能全光谱热电联供系统的系统图，该系统中绘出了用户电负载200和用户热负载201，该图中以直线箭头线代表介质管道中的介质流向，以虚线箭头线代表电缆中电流流向，以点虚线代表信号线；该系统中为了提高该聚光光伏光热装置对电能和热能的转换效率，避免太阳辐射能资源的浪费，该聚光光伏光热装置102包括聚光光伏光热阵列202，以及与聚光光伏光热阵列连接的跟踪设备204；该聚光光伏光热装置的具体的安装方法可以参考专利CN105024629A。

具体地，聚光光伏光热阵列包括多组聚光光伏光热单元，其中，多组聚光光伏光热单元按着预设串并联方式连接，聚光光伏光热单元的顶端设置有聚光器，以及，底端设置有光伏光热组件；聚光光伏光热单元安装在支架上；

具体实现时，由于电力供应装置具有额定电压和额定电流的限制，为了避免聚光光伏光热装置提供的电压和电流值超过电力供应装置的额定范围，进而造成电力供应装置的超负荷工作，同时又要保证聚光光伏光热装置具有较大的电能转换功率，多组聚光光伏光热单元通常按照预设串并联方式连接，具体地，每组聚光光伏光热单元的电能转换功率是一定的，一定数量的聚光光伏光热单元共同工作，即可实现对电能转换功率的要求，如果一定数量的聚光光伏光热单元并联工作，会导致加载到电力供应装置上的电流过大，如果一定数量的聚光光伏光热单元串联工作，会导致加载到电力供应装置上的电压过大，基于这个原理，预设一种或多种串并联方式，使得多组聚光光伏光热单元以预设串并联方式连接时，加载到电力供应装置上的电压和电流在电力供应装置所能承受的额定范围内。

进一步，聚光光伏光热单元用于利用聚光器对太阳直射光进行汇聚，得到太阳辐射能，然后利用光伏光热组件将太阳辐射能转换成电能和热能；该聚光器可以选用热光伏聚光器，还可以采用单次反射复合抛物面聚光器。由于太阳直射光在不同时间段内直射的位置不同，为了确保聚光光伏光热装置能够最大面积的吸收太阳辐射能，接收太阳直射光的最强照射，跟踪设备用于调整支架的倾斜角度，使得太阳直射光与聚光器入射光孔的夹角为预设角度。该预设角度通常设置有一定的浮动范围，如80°至110°，使得聚光光伏光热装置尽量以最大的接触面积来接收太阳直射光的照射。

为了避免在太阳辐射能不充足的环境下，如阴雨天气，聚光光伏光热装置无法对全光谱太阳辐射能进行电能和热能转换的情况下，影响用户的正常取热和用电，该电力供应装置104可以包括光伏逆变控制一体机206，以及与光伏逆变控制一体机连接的锂电池208。

具体实现时，光伏逆变控制一体机与聚光光伏光热装置和热力供应装置连接；光伏逆变控制一体机用于控制聚光光伏光热装置以设定的最大功率输出电能，并将电能存储至锂电池；

锂电池用于将存储的电能经光伏逆变控制一体机提供至聚光光伏光热装置、热力供应装置、测试控制装置以及用户电负载以及接收热力供应装置传输的热能，以保证锂电池在预设工作温度下输出电能。

其中，光伏逆变控制一体机可以采用MPPT(Maximum Power Point Tracking，最大功率点跟踪)控制方法来控制聚光光伏光热装置，以确保聚光光伏光热装置能够以设定的最大功率输出电能。光伏逆变控制一体机还可以从锂电池获取直流电，将所获取的直流电经过逆变、滤波和/或整流的方式，将该直流电转换为聚光光伏光热装置、热力供应装置和测试控制装置所需的工作电压，用于聚光光伏光热装置、热力供应装置和测试控制装置工作。

该光伏逆变控制一体机还可以与用户电负载连接，并将上述直流电转换为该用户电负载所需要的工作电压，以使用户电负载工作。基于此，该太阳能全光谱热电联供系统还可以并网运行，用于将转换的电能提供至电网等用户电负载使用。

进一步，该锂电池通常在一定温度下的输出电能的效率最高，且电能存储的能力最强，例如26摄氏度的时候，锂电池的性能最佳，基于此，该锂电池可以安装在热力供应装置的周边，或热力供应装置中设置一个管道以使得具有热量的介质经管道流经锂电池，以向锂电池传递热能。

进一步，热力供应装置106包括由介质管道依次连接的冷介质箱210、第一循环泵212、热介质箱214、第二循环泵216、电磁阀218和锂电池恒温箱220；第一循环泵经聚光光伏光热装置与热介质箱连接；

具体实现时，介质管道存储的介质在第一循环泵的作用下从冷介质箱流经聚光光伏光热装置，以获取聚光光伏光热装置转换的热能，获取热能后的介质存储在所述热介质箱中；当检测到电磁阀打开时，获取热能后的介质在第二循环泵的作用下流至锂电池恒温箱和用户热负载。

具体地，冷介质箱和热介质箱的箱体可以选用不锈钢夹层箱体，夹层的内腔中设有保温材料，该保温材料可以选用以铝箔为外表面的橡胶海绵材质。上述介质可以为液体，也可以为空气，由于水的比热容比较高，因此，本发明实施例优选水作为介质。

其中，冷介质箱的冷介质可以为从井下等外界供水端直接获取的冷水，也可以为用户热负载热交换结束后冷却下来的热水或热气。用户热负载就可以为暖气等消耗热量的装置，可以为洗浴头等用水装置。

为了便于对该系统的运行情况进行控制，测试控制装置108可以包括运行管理中心、以及与运行管理中心连接的数据采集装置以及控制装置；

具体实现时，数据采集装置用于采集太阳能全光谱热电联供系统的运行参数以及环境参数；运行管理中心用于收集运行参数和环境参数，对运行参数和环境参数进行分析、处理和展示，根据处理后的运行参数和环境参数向控制装置输出控制命令；控制装置用于根据控制命令对第一循环泵和第二循环泵进行控制。

具体地，控制装置包括第一控制器226a、第二控制器226b。第一控制器通过信号线与第一循环泵、控制模块连接；第二控制器通过信号线与第二循环泵、控制模块连接；第一控制器、第二控制器还通过电缆与光伏逆变控制一体机相连。

具体实现时，该第一控制器可以接收运行管理中心的控制命令，并根据运行管理中心的控制命令向第一循环泵发出控制信号，该第一循环泵控制器也可以由用户自行控制，第一循环泵可以根据该第一控制器发出的控制信号进行驱动介质流动或阻止介质流动；该第二控制器和第二循环泵的工作原理与第一控制器和第一循环泵基本一样，本发明实施例对第二控制器和第二循环泵的工作原理不再进行赘述。

第一循环泵和第二循环泵还可以为阀门等可以接收外界控制的器件，如水闸门等，例如，热介质箱与用户热负载连接通路上还可设置有水闸门，当水闸门打开时，热介质还可以在重力势能的作用下直接流动至用户热负载。

为了便于理解，本实施例列举了一种运行管理中心与控制装置配合工作控制太阳能全谱热电联供系统运行的过程，例如，在太阳直射光不足的情况下，如阴雨天气，运行管理中心控制聚光光伏光热装置缩短运行时间，在太阳直射光充足的情况下，运行管理中心控制聚光光伏光热装置延长运行时间，以获取最多的太阳辐射能。当检测到热介质箱水温和/或水位低于预设的最低水温和水位值时，可以触发第一循环泵输送冷介质至聚光光伏光热装置进行热能转换。上述仅为运行管理中心根据数据采集装置采集的参数，监控热力供应装置、聚光光伏光热装置和电力供应装置的几个实施方式，具体运行管理中心的工作内容可以根据实际情况进行设定，本发明实施例对此不进行限制。

进一步，运行管理中心包括运算中心228，以及与运算中心连接的数据采集模块230、控制模块232以及人机界面234；

具体实现时，数据采集模块用于收集数据采集装置采集的运行参数和环境参数，并将运行参数和环境参数传输给运算中心；上述运行参数和环境参数至少包括太阳辐照度、环境温度、进口水温、出口水温、质量流率、风速、输出电功率等；上述数据采集模块可以包括太阳辐照计、温度采集装置、流量计、风速计、电能表、液位采集装置等至少一个；

运算中心用于根据运行参数和环境参数向控制模块发送控制命令；控制模块用于根据控制命令，配置电力供应装置、热力供应装置和测试控制装置；运算中心还用于根据预编译的系统预测算法，对运行参数和环境参数进行系统运行状态预测，并将系统运行状态发送至人机界面；人机界面用于展示系统运行状态，以监控聚光光伏光热装置、热力供应装置和电力供应装置的运行状态。

其中，图2所述的系统中绘出了太阳辐照计、温度采集装置、流量计、风速计、电能表、液位采集装置；

具体地，太阳辐照计用于检测外界太阳辐射能的辐射能量；流量计用于检测所述介质管道存储的介质的流速；风速计用于检测外界风速；电能表用于检测电力供应装置存储的电量；温度采集装置用于检测介质以及环境的温度；液位采集装置用于检测冷介质箱和热介质箱中介质的液位高度。

进一步，温度采集装置包括第一温度计、第二温度计以及环境温度计；具体实现时，第一温度计安装在冷介质箱与聚光光伏光热阵列之间的介质管道的管道上；第二温度计安装在热介质箱与聚光光伏光热阵列之间的介质管道的管道上；环境温度计安装在户外背阴处。。

液位采集装置包括第一液位计和第二液位计；具体实现时，第一液位计安置于冷介质箱内壁上；第二液位计安置于热介质箱内壁上。

进一步，太阳辐照计401用于获取太阳直射辐射照度以及散射辐照度等参数；第一温度计402用于获取聚光光伏光热阵列的进口处介质温度，第二温度计403用于获取聚光光伏光热阵列的出口处介质温度；环境温度计404用于检测环境温度；流量计405用于检测系统中的介质流动质量流率；电能表406用于检测聚光光伏光热阵列的输出光电功率；风速计407用于检测环境风速；第一液位计408用于检测冷介质箱中介质的液位；第二液位计409用于检测热介质箱中介质的液位。

基于图2所示的太阳能全光谱热电联供系统，利用太阳直射光通过聚光光伏光热单元阵列聚集和转换太阳辐射能，生成电能和热能。上述电能通过电缆并经过光伏逆变控制一体机，再通过电缆存储于锂电池中；锂电池中的电能通过电缆进入经过光伏逆变控制一体机输出交流电，通过电缆直接供第一循环泵、第二循环泵、跟踪设备、运行管理中心、用户电负载、数据采集装置以及控制装置运行使用。上述热能以介质为载体，在第一循环泵的驱动下，冷介质通过聚光光伏光热单元阵列，吸收其产生的热能而转换成热介质，热介质通过管道进入热介质箱，热介质箱中在第二循环泵的驱动下，流经电磁阀后，通过电池恒温箱，以使锂电池在恒温条件下工作，和/或流经外部用户热负载后通过热交换或直接散热的方式为外部用户热负载供能；热介质流经电池恒温箱和/或外部用户热负载后转化为冷介质，上述冷介质然后通过管道进入冷介质箱，实现介质循环使用。

此外，该太阳能全光谱热电联供系统还可以与主电网进行电连接，向主电网输出电能或接收主电网的电能；以及，根据实际情况，该太阳能全光谱热电联供系统可以切换与主电网的连接状态。

该太阳能全光谱热电联供系统摆脱了对外界电能的依赖，可以利用太阳辐射能进行电能和热能的转换，并利用转换得到的电能直接驱动系统工作，利用转换得到的热能确保系统设备在理想条件下运行，不仅实现了高效利用全光谱太阳能，而且还具备了不需要外部电能热能辅助支持的独立自主运行新功能。

实施例二：

参考图3所示的一种储能配置方法，该储能配置方法应用于实施例一所述的太阳能全光谱热电联供系统上，该方法包括以下步骤：

步骤S502，获取聚光光伏光热装置的电性参数；电性参数包括短路电流、开路电压和标准输出功率；

具体地，在获取电性参数的过程中，可以通过IV曲线测试仪来测定聚光光伏光热阵列的开路电压V₀和短路电流I₀，以及聚光光伏光热阵列的标准输出功率P₀的采集；

步骤S504，根据聚光光伏光热装置的电性参数调整电力供应装置；

具体地，根据上述电性参数，调整电力供应装置的最大输入电流I_max、最大输入电压V_max和最大输入功率P_max，其中，I_max≥I₀、V_max≥V₀、P_max≥P₀，其中，在调整电力供应装置的过程中，通常是通过调整电力供应装置内部的光伏逆变控制一体机实现的。

步骤S506，根据太阳能全光谱热电联供系统的运行能耗，电力供应装置所能存储的电容量；其中，在配置电力供应装置的电容量的过程中，通常是通过配置电力供应装置内部的锂电池实现的。

进一步，运行能耗的步骤包括：

测试控制系统获取第一热力循环控制单元、第二热力循环控制单元、测试控制系统和跟踪设备的运行功率和运行时间，计算聚光光伏光热装置的运行能耗，该运行能耗的表达式为：

Q_de＝Q_dce1+Q_dce2+Q_doe+Q_dte

＝P_dce1×T_dcp+P_doe×T_do+P_dce2×T_dcu+P_dte×T_dcp

其中，Q_de为聚光光伏光热装置单日运行的耗电量，Q_dce1为第一循环泵单日运行的耗电量，Q_doe为运行管理中心单日运行的耗电量；Q_dce2为第二循环泵单日运行的耗电量；Q_dte为跟踪设备单日运行的耗电量；P_dce1为第一循环泵的运行功率；T_dcp为单日内产热循环时间；P_doe为运行管理中心单日运行功率；T_do为运行管理中心单日运行时间；P_dce2为第二循环泵单日运行功率；T_dcu为单日用热循环时间；P_dte跟踪设备单日运行功率。

进一步，根据聚光光伏光热装置的运行能耗，配置电力供应装置的锂电池容量，该容量通常设定为大于太阳能全光谱热电联供系统连续两天的运行能耗，该容量Q_b可以设置为：Q_b≥Q_{de_1}+Q_{de_2}，其中，Q_{de_1}为太阳能全光谱热电联供系统第一天运行能耗；Q_{de_2}为太阳能全光谱热电联供系统第二天运行能耗。

步骤S508，获取热力供应装置的热能损失参数和实际热需求参数；

所述热能存储参数按如下公式表达：

Q_h＝C(T-T₁)Vρ

其中T为在连续两天时间内所述热介质箱中热介质的最低温度可能值；T₁为所述冷介质箱从外界获取冷介质的最低温度。其中，所述T为所述热介质的最初温度值T₂与降幅最大值ΔT的差值。V为热介质箱的容量，C为介质的比热容，T₁是冷介质的温度，ρ是介质的密度；实际热需求参数通常为连续两天最大热需求Q_dh1。

步骤S510，根据热能损失参数和实际热需求参数计算热力供应装置所能存储的最小储热量；

具体地，热介质箱的容量V需满足：

Q_h＝C(T-T₁)Vρ≥2Q_dh1

步骤S512，根据最小储热量，配置热力供应装置中可存储介质的容量空间；

本发明实施例提供的储能配置方法，与上述实施例提供的太阳能全光谱热电联供系统具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。

本发明实施例所提供的储能配置方法的计算机程序产品，包括存储了程序代码的计算机可读存储介质，所述程序代码包括的指令可用于执行前面方法实施例中所述的方法，具体实现可参见方法实施例，在此不再赘述。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

最后应说明的是：

附图中的流程图和结构框图显示了根据本发明的多个实施例的方法、装置和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露方法和装置，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

所述功能如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种太阳能全光谱热电联供系统，其特征在于，包括：依次连接的聚光光伏光热装置、电力供应装置、热力供应装置、测试控制装置；

所述聚光光伏光热装置还与所述热力供应装置和所述测试控制装置连接；

所述电力供应装置与所述测试控制装置连接；

所述聚光光伏光热装置用于将全光谱太阳辐射能转换成电能与热能，将热能存储至所述热力供应装置；以及将电能存储至所述电力供应装置；

所述电力供应装置用于将存储的电能驱动所述聚光光伏光热装置、所述热力供应装置、所述测试控制装置和用户电负载工作；

所述热力供应装置用于将存储的热能提供至用户热负载和所述电力供应装置，以保证所述电力供应装置在预设工作温度下输出电能；

所述测试控制装置用于监控和/或配置所述聚光光伏光热装置、所述热力供应装置的运行参数，以及监控所述电力供应装置的运行状态。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述聚光光伏光热装置包括聚光光伏光热阵列，以及与所述聚光光伏光热阵列连接的跟踪设备；

所述聚光光伏光热阵列包括多组聚光光伏光热单元，其中，多组所述聚光光伏光热单元按着预设串并联方式连接，所述聚光光伏光热单元的顶端设置有聚光器，以及，底端设置有光伏光热组件；所述聚光光伏光热单元安装在支架上；

所述聚光光伏光热单元用于利用所述聚光器对所述太阳辐射能进行汇聚，然后利用所述光伏光热组件将所述太阳辐射能转换成电能和热能；

所述跟踪设备用于调整所述支架的倾斜角度，使得所述太阳直射光与所述聚光器入射光孔的夹角为预设角度。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电力供应装置包括光伏逆变控制一体机，以及与所述光伏逆变控制一体机连接的锂电池；

所述光伏逆变控制一体机与所述聚光光伏光热装置和所述热力供应装置连接；

所述光伏逆变控制一体机用于控制所述聚光光伏光热装置以设定的最大功率输出电能，并将电能存储至所述锂电池；

所述锂电池用于将存储的电能经所述光伏逆变控制一体机提供至所述聚光光伏光热装置、所述热力供应装置、所述测试控制装置以及用户电负载以及接收所述热力供应装置传输的热能，以保证所述锂电池在预设工作温度下输出电能。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述热力供应装置包括由介质管道依次连接的冷介质箱、第一循环泵、热介质箱、第二循环泵、电磁阀和锂电池恒温箱；

所述第一循环泵经所述聚光光伏光热装置与所述热介质箱连接；

所述介质管道存储的介质在所述第一循环泵的作用下从所述冷介质箱流经所述聚光光伏光热装置，以获取所述聚光光伏光热装置转换的热能，获取热能后的介质存储在所述热介质箱中；当检测到所述电磁阀打开时，所述获取热能后的介质在所述第二循环泵的作用下流至所述锂电池恒温箱和用户热负载。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述测试控制装置包括运行管理中心、以及与所述运行管理中心连接的数据采集装置以及控制装置；

所述数据采集装置用于采集所述太阳能全光谱热电联供系统的运行参数以及环境参数；

所述运行管理中心用于收集所述运行参数和所述环境参数，对所述运行参数和环境参数进行分析、处理和展示，根据所述处理后的所述运行参数和环境参数向所述控制装置输出控制命令；

所述控制装置用于根据所述控制命令对所述第一循环泵和所述第二循环泵进行控制。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述运行管理中心包括运算中心，以及与所述运算中心连接的数据采集模块、控制模块以及人机界面；

所述数据采集模块用于收集所述数据采集装置采集的所述运行参数和所述环境参数，并将所述运行参数和所述环境参数传输给所述运算中心；

所述运算中心用于根据所述运行参数和所述环境参数向所述控制模块发送控制命令；

所述控制模块用于根据所述控制命令，配置所述电力供应装置、所述热力供应装置和所述测试控制装置；

所述运算中心还用于根据预编译的系统预测算法，对所述运行参数和所述环境参数进行系统运行状态预测，并将所述系统运行状态发送至所述人机界面；

所述人机界面用于展示所述系统运行状态，以监控所述聚光光伏光热装置、所述热力供应装置和所述电力供应装置的运行状态。

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述数据采集装置包括太阳辐照计、温度采集装置、流量计、风速计、电能表、液位采集装置；

所述太阳辐照计用于检测外界太阳辐射能的辐射能量；

所述流量计用于检测所述介质管道存储的介质的流速；

所述风速计用于检测外界风速；

所述电能表用于检测所述电力供应装置存储的电量；

所述温度采集装置用于检测所述介质以及环境的温度；

所述液位采集装置用于检测所述冷介质箱和所述热介质箱中介质的液位高度。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述温度采集装置包括第一温度计、第二温度计以及环境温度计；

所述第一温度计安装在所述冷介质箱与所述聚光光伏光热阵列之间的介质管道的管道上；

所述第二温度计安装在所述热介质箱与所述聚光光伏光热阵列之间的介质管道的管道上。

9.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述液位采集装置包括第一液位计和第二液位计；

所述第一液位计安置于所述冷介质箱内壁上；

所述第二液位计安置于所述热介质箱内壁上。

10.一种储能配置方法，其特征在于，所述储能配置方法应用于权利要求1～9任一项所述的太阳能全光谱热电联供系统，所述方法包括：

获取聚光光伏光热装置的电性参数；所述电性参数包括短路电流I₀、开路电压V₀和标准输出功率P₀；

根据聚光光伏光热装置的电性参数调整电力供应装置，调整所述电力供应装置的最大输入电流I_max、最大输入电压V_max和最大输入功率P_max，其中，I_max≥I₀、V_max≥V₀、P_max≥P₀；

根据太阳能全光谱热电联供系统的运行能耗，配置电力供应装置所能存储的电容量；

获取热力供应装置的热能损失参数和实际热需求参数；

根据热能损失参数和实际热需求参数计算热力供应装置所能存储的最小储热量；

根据最小储热量，配置热力供应装置中可存储介质的容量空间。