[發明專利]一種太陽能光熱電站功率預測方法、系統及設備

有效

• 申請號: 202110039006.X
• 申請日: 2021-01-12
• 公開（公告）號: CN112766554B
• 公開（公告）日: 2023-07-04
• 發明（設計）人: 劉新龍;劉濤;袁紅蕾;王偉;張文濤;鄔峰;仇韜
• 申請（專利權）人: 中國電力工程顧問集團西北電力設計院有限公司
• 主分類號: H02J3/00
• 分類號: H02J3/00;G06Q10/04;G06F30/27;G06T11/20;G06Q50/06
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 王艾華

本發明公開一種太陽能光熱電站功率預測方法、系統及設備，包括熔鹽儲熱熱量預測子系統、功率需求熱量預測子系統、發電功率預測及通信子系統。在熔鹽儲熱熱量預測子系統中，充分考慮了氣象條件的變化以及集熱系統設備效率的影響，確保儲熱熱量預測的精度；在功率需求熱量預測子系統中，分別對不同工況下蒸汽發生系統、汽輪發電系統的效率進行計算，從而預測出不同負荷下所需的合理熱量值；針對光熱電站所處電網的實際需求，預測出光熱電站各種類型的發電功率。本發明解決了光熱電站功率預測難度大、計算復雜的問題，解決了光熱電站功率預測存在的不確定性問題，提高了光熱電站功率預測的可靠性和準確性。

技術領域

本發明屬于太陽能熱發電技術領域，涉及一種太陽能光熱電站功率預測方法、系統及設備。

背景技術

光熱發電站不同于其他如風電、光伏這樣的波動電源，儲熱裝置可平滑發電出力，提高電網的靈活性，彌補風電、光伏發電的波動特性，提高電網消納波動電源的能力。同時，帶有儲熱裝置的太陽能熱發電系統在白天把一部分太陽能轉化成熱能儲存在蓄熱系統中，在傍晚之后或者電網需要調峰的時候用于發電以滿足電網的要求。另外，由于光熱發電是通過產生過熱蒸汽帶動汽輪機發電，與傳統火力發電方式相同，不會對電網產生不利的影響，同時還能提供無功功率，是與現有電力系統友好的發電方式。

太陽能光熱電站具有強友好性的同時，受氣象條件的影響也較大，如果不對氣象條件和光熱電站發電功率進行預測，對電網和電廠運行都將極為不便，也不能充分發揮光熱電站可參與調頻調峰、穩定運行的優勢；現有的功率預測系統多是基于光伏電站開發出來的，很多計算方法并不適用于太陽能光熱電站，本發明則指出一種合理并且可以精確預測光熱電站功率的計算方法及系統。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有的技術空白，提供一種太陽能光熱電站功率預測方法、系統及設備，建立光熱電站同電網合理的負荷調度及響應需求交互平臺，提高光熱電站調頻調峰和長期穩定運行能力，最大限度發揮光熱電站的優勢。

為了達到上述目的，本發明的技術方案如下：一種太陽能光熱電站功率預測方法，包括以下步驟：

獲取數值天氣預報數據、實時氣象數據和全天空成像儀數據；

基于所述數值天氣預報數據、實時氣象數據和全天空成像儀數據，采用預測算法結合聚光集熱系統設備光熱轉換效率得到聚光集熱系統出口熱熔鹽流量曲線；

結合所述聚光集熱系統出口熱熔鹽流量曲線與熱熔鹽儲罐熱鹽儲量，計算得出儲熱系統短期及超短期熱鹽儲量；

根據汽輪機發電機組的參數，進行變工況計算得到機組當前負荷以及額定負荷工況下的主蒸汽流量，通過主蒸汽流量反算得到當前負荷以及額定負荷工況下機組所需熱熔鹽流量；

根據所述儲熱系統短期及超短期熱鹽儲量和當前負荷及額定負荷工況下機組所需熱熔鹽流量；計算得到電站短期預測功率曲線、超短期功率預測曲線、機組當前負荷可運行時長、機組需求負荷可運行時長、機組額定負荷可運行時長。

預測算法采用先進的神經網絡、支持向量機或統計回歸建模算法。

聚光集熱系統設備光熱轉換效率采用工程設計階段設備廠家所提供的轉換效率；

或結合鏡場運行數據，對鏡場整體轉換效率進行修正后的聚光集熱系統設備光熱轉換效率；汽輪機發電機組的換熱效率采用工程設計階段設備廠家所提供的換熱效率，或結合蒸汽發生系統各設備運行數據進行修正后的汽輪機發電機組的換熱效率。

其中超短期儲罐熱熔鹽儲罐熱鹽儲量為熱熔鹽儲罐熱熔鹽量與聚光集熱系統0~4小時內可存儲的熔鹽量，短期儲罐熱熔鹽儲罐熱鹽儲量為熱熔鹽儲罐熱熔鹽量與聚光集熱系統0~72小時內可存儲的熔鹽量。

根據汽輪機發電機組的參數進行機組背壓變工況計算，得到機組當前背壓值；