槽式太阳能光热系统发电量计算研究
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Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｆｏｒ ｐａｒａｂｏｌｉｃ ｔｒｏｕｇｈ ｓｏｌａｒ ｔｈｅｒｍ ａｌ ｐｏｗ ｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ，ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｅ ａｓｐｅｃｔｓ ｏｆ ｏｐｔｉｃｓ，ｍ ｅｃｈａｎ ｉｅｓ，ｈｅａｔ ｔｒａｎｓｆｅｒ，ｍ ａｔｅｒｉａｌ ｓｃｉｅｎｃｅ ｔｈｅｏｒｙ ｋｎｏｗ ｌｅｄｇｅ，ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｓｏｌａｒ ｅｎｅｒｇｙ ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ ｏｆ，ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ ｔｈｅ ｓｅｔ ａ ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ， ｈｅａｔｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ ， ｈｅａｔ ｓｔｏｒａｇｅ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｃｏｎｖｅｎｔｉｏｎａｌ ｐｏｗｅｒ ｓｙｓｔｅｍ ｔｈｅ ｌｉｎｋ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ａｎｄ ｆｏｌｄ ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ ｆａｃｔｏｒｓ，ｓｔｕｄｙ ｔｈｅ ｅｓｔａｂｌｉｓｈｍ ｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｐａｒａｂｏｌｉｃ ｔｒｏｕｇｈ ｓｏｌａｒ ｐｏｗ ｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ａ ｃａｌ— ｃｕｌａｔｉｏｎ ｍ ｏｄｅｌ，ｆｏｒ ｓｏｌａｒ ｔｈｅｒｍ ａｌ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｉｓ ｃｕｒｒｅｎｔｌｙ ｃｏｎｓｕｌｔｉｎｇ ａｎｄ ｌａｔｅ ｆｏｒｅｃａｓｔ ｄａｔａ ｔＯ ｐｒｏｖｉｄｅ ａ ｒｅｆｅｎｃｅ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｓｏｌａｒ ｔｈｅｒｍ ａｌ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ；ｐｏｗ ｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ；ｍ ｏｄｅｌ；ＤＮ Ｉ
期 咨询 及后 期运 行预 测数 据提 供参 考＿３］。
ｌ 发 电 量 计 算 原 则
１．１ 系统 光照 直接 辐射 照度 （ＤＮＩ）设计 点确 定 当太 阳集热 场在 设计 点输 出的能量 可 同时供
满 负荷 的储 热 和发 电 ，而 不是 在 超 出汽 轮 机 容量 需 求后 ，储 热 器才 开 始 储 能 。 当太 阳辐 射 较 低或 夜 间 ，太 阳能集 热 场不 能产 生 足 够 的能 量 来 满 足 汽 轮机 负荷 要求 时 ，储热 器将 放热 ，弥补 太 阳辐射 的 不 足 。
在 太 阳能利 用 技 术 中，虽 然 目前 光 伏 占据 着 较 大 的市场 份额 ，但 是 由于 受 太 阳 能 资源 特 性 限 制 ，光伏 发 电系统 输 出的不 稳定性 ，将 成为 其大 规 模 接人 电 网的瓶 颈 ；而配套 储能 电池 技术 ，又使 其 成 本大 幅增 加 。太 阳能光热 发 电直接 输 出交流 电 力 ，而 且太 阳能 光 热 发 电可 以 比较 容 易地 解 决 储 能问题 ，使 得太 阳能发 电不 会增 加 电网负 担 ，更 有 利 于 电 力 系 统 的 稳 定 而 能 被 电 网 大 规 模 的 接 受 一 。
实 际 上 由 于 气 象 条 件 、太 阳 辐 照 和 太 阳 位 置
但不 在设计 点 工 况 时 ，集 热 场 的 输 出 只 能 满 足发 电和储 热其 中一 个设 备满 负荷 工作 。因此设 计 点 的条件 选 取很重 要 。否则 可 能造成 ：
（１）储 热器 或 汽 轮 机 长期 处 于非 额 定 负 荷 工 作 状 态 ；
（２）集 热场 输 出的 能 量 多 于储 热 和 发 电的需 要 ，此时需 要关 闭一 部 分聚光 器 ，造成设 备 不能 充 分 利 用 。
第２０３１７６卷年第２１月期
电 力 与 能 源
９３
槽 式太 阳能 光 热 系统 发 电量 计 算 研 究
冯 云 岗 ，崔 Baidu Nhomakorabea云 ，蒋 浩
（上 海 电力 设 计 院有 限公 司 ，上 海 ２０００２１）
摘 要 ：针 对 太 阳能 槽 式 光 热 发 电系 统 ，基 于 光 学 、力 学 、传 热 学 、材 料 学 等 多 方 面 理 论 知 识 ，从 太 阳 能 光 照 资 源 出发 ，综 合 考 虑 集 热 系 统 、换 热 系 统 、储 热 系 统 以及 常 规 发 电系 统 各 环 节 效 率 及 折 减 因 素 ，研 究 建 立 了一 套 太 阳 能槽 式 发 电 量计 算模 型 ，为 光 热 发 电项 目前 期 咨询 及 后 期 运 行 预 测 数 据 提 供 参 考 。 关 键 词 ：槽 式 太 阳 能 热 发 电 系 统 ；发 电量 计 算 ；模 型 ；ＤＮＩ 作 者 简 介 ：冯 云 岗 （１９８１），男 ，硕 士 ，高 级 工 程 师 ，从 事 新 能 源 发 电 设 计 。 中 图分 类 号 ：ＴＭ６１５ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：２０９５— １２５６（２０１ ６）Ｏ１—００９３—０５
太 阳能热发 电基 本 过程 涉 及 聚 光 、传 热 和 热 工转换 等 多个方 面 ，光热 、热力 学 、传 热学 、材料 学 等 多个 学科 交叉 ，目前 太 阳能 光 热 发 电缺 少 一 套 完整理 论发 电量 计 算 方 法 ，本 文 主要 针 对 目前 主 流 的太 阳能 槽 式 聚光 系 统 ，基 于光 学 、力 学 、传 热 学 、材 料学 等多方 面 理论知 识 ，从太 阳能 光照 资源 出发 ，综合 考虑 集 热 系统 、换 热 系 统 、储 热 系统 以 及 常规 发 电系统 各 环 节 效 率及 折 减 因素 ，对 太 阳 能槽式 发 电量计 算 模 型进 行研 究 ，以期探 索 一 套 太 阳能槽 式发 电量 计 算 模 型 ，为 光 热 发 电项 目前
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｌａｒ Ｔｈｅｒｍ ａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ
ＦＥＮ Ｇ Ｙｕｎ—ｇａｎｇ．ＣＵＩ Ｙ ｕｎ，ＪＩＡＮＧ Ｈａｏ
（Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗ ｅｒ Ｄ ｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｉｔｕｔｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００２１，Ｃｈｉｎａ）
期 咨询 及后 期运 行预 测数 据提 供参 考＿３］。
ｌ 发 电 量 计 算 原 则
１．１ 系统 光照 直接 辐射 照度 （ＤＮＩ）设计 点确 定 当太 阳集热 场在 设计 点输 出的能量 可 同时供
满 负荷 的储 热 和发 电 ，而 不是 在 超 出汽 轮 机 容量 需 求后 ，储 热 器才 开 始 储 能 。 当太 阳辐 射 较 低或 夜 间 ，太 阳能集 热 场不 能产 生 足 够 的能 量 来 满 足 汽 轮机 负荷 要求 时 ，储热 器将 放热 ，弥补 太 阳辐射 的 不 足 。
在 太 阳能利 用 技 术 中，虽 然 目前 光 伏 占据 着 较 大 的市场 份额 ，但 是 由于 受 太 阳 能 资源 特 性 限 制 ，光伏 发 电系统 输 出的不 稳定性 ，将 成为 其大 规 模 接人 电 网的瓶 颈 ；而配套 储能 电池 技术 ，又使 其 成 本大 幅增 加 。太 阳能光热 发 电直接 输 出交流 电 力 ，而 且太 阳能 光 热 发 电可 以 比较 容 易地 解 决 储 能问题 ，使 得太 阳能发 电不 会增 加 电网负 担 ，更 有 利 于 电 力 系 统 的 稳 定 而 能 被 电 网 大 规 模 的 接 受 一 。
实 际 上 由 于 气 象 条 件 、太 阳 辐 照 和 太 阳 位 置
但不 在设计 点 工 况 时 ，集 热 场 的 输 出 只 能 满 足发 电和储 热其 中一 个设 备满 负荷 工作 。因此设 计 点 的条件 选 取很重 要 。否则 可 能造成 ：
（１）储 热器 或 汽 轮 机 长期 处 于非 额 定 负 荷 工 作 状 态 ；
（２）集 热场 输 出的 能 量 多 于储 热 和 发 电的需 要 ，此时需 要关 闭一 部 分聚光 器 ，造成设 备 不能 充 分 利 用 。
第２０３１７６卷年第２１月期
电 力 与 能 源
９３
槽 式太 阳能 光 热 系统 发 电量 计 算 研 究
冯 云 岗 ，崔 Baidu Nhomakorabea云 ，蒋 浩
（上 海 电力 设 计 院有 限公 司 ，上 海 ２０００２１）
摘 要 ：针 对 太 阳能 槽 式 光 热 发 电系 统 ，基 于 光 学 、力 学 、传 热 学 、材 料 学 等 多 方 面 理 论 知 识 ，从 太 阳 能 光 照 资 源 出发 ，综 合 考 虑 集 热 系 统 、换 热 系 统 、储 热 系 统 以及 常 规 发 电系 统 各 环 节 效 率 及 折 减 因 素 ，研 究 建 立 了一 套 太 阳 能槽 式 发 电 量计 算模 型 ，为 光 热 发 电项 目前 期 咨询 及 后 期 运 行 预 测 数 据 提 供 参 考 。 关 键 词 ：槽 式 太 阳 能 热 发 电 系 统 ；发 电量 计 算 ；模 型 ；ＤＮＩ 作 者 简 介 ：冯 云 岗 （１９８１），男 ，硕 士 ，高 级 工 程 师 ，从 事 新 能 源 发 电 设 计 。 中 图分 类 号 ：ＴＭ６１５ 文 献 标 志 码 ：Ａ 文 章 编 号 ：２０９５— １２５６（２０１ ６）Ｏ１—００９３—０５
太 阳能热发 电基 本 过程 涉 及 聚 光 、传 热 和 热 工转换 等 多个方 面 ，光热 、热力 学 、传 热学 、材料 学 等 多个 学科 交叉 ，目前 太 阳能 光 热 发 电缺 少 一 套 完整理 论发 电量 计 算 方 法 ，本 文 主要 针 对 目前 主 流 的太 阳能 槽 式 聚光 系 统 ，基 于光 学 、力 学 、传 热 学 、材 料学 等多方 面 理论知 识 ，从太 阳能 光照 资源 出发 ，综合 考虑 集 热 系统 、换 热 系 统 、储 热 系统 以 及 常规 发 电系统 各 环 节 效 率及 折 减 因素 ，对 太 阳 能槽式 发 电量计 算 模 型进 行研 究 ，以期探 索 一 套 太 阳能槽 式发 电量 计 算 模 型 ，为 光 热 发 电项 目前
Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｏｌａｒ Ｔｈｅｒｍ ａｌ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ
ＦＥＮ Ｇ Ｙｕｎ—ｇａｎｇ．ＣＵＩ Ｙ ｕｎ，ＪＩＡＮＧ Ｈａｏ
（Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗ ｅｒ Ｄ ｅｓｉｇｎ Ｉｎｓｉｔｕｔｅ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００２１，Ｃｈｉｎａ）