本發(fā)明涉及光熱電站發(fā)電，尤其是一種太陽能電站定日鏡場(chǎng)局部云的判斷方法。

背景技術(shù)：

1、在太陽能領(lǐng)域，“鏡場(chǎng)”通常指的是利用大量鏡面(如定日鏡)組成的陣列，用于聚集太陽光以實(shí)現(xiàn)太陽能的高效利用。而定日鏡場(chǎng)是一種利用特殊材料制成的鏡面陣列，用于聚集太陽光的光學(xué)裝置。它通過調(diào)整鏡面的曲率和角度，將太陽光線聚焦在一個(gè)小區(qū)域內(nèi)，從而提高太陽能的利用效率。定日鏡場(chǎng)在太陽能發(fā)電、太陽能熱利用、太陽能熱發(fā)電和太陽能熱解等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。定日鏡場(chǎng)基于光學(xué)聚焦效應(yīng)，利用高反射率和低吸收率的材料制成的鏡面，在一定角度下將太陽光線聚焦在特定區(qū)域，如太陽能電池、集熱管或集熱器等，以實(shí)現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換、熱能利用或化學(xué)反應(yīng)等目的。

2、隨著對(duì)可再生能源需求的不斷增長(zhǎng)，定日鏡場(chǎng)作為太陽能利用的一種重要技術(shù)手段，正在逐漸得到廣泛應(yīng)用。它不僅可以提高太陽能的利用效率，還可以降低發(fā)電成本，推動(dòng)太陽能發(fā)電的普及和推廣。

3、目前多數(shù)太陽能電站采用在定日鏡場(chǎng)不同區(qū)域設(shè)置若干點(diǎn)測(cè)型直接日射表直接測(cè)量dni值，根據(jù)dni理論值和測(cè)量值偏差，判斷鏡場(chǎng)是否有云出現(xiàn)。

4、由于直接日射表屬于點(diǎn)測(cè)型儀表，測(cè)量范圍并不能覆蓋整個(gè)鏡場(chǎng)，因此在鏡場(chǎng)有相當(dāng)一部分區(qū)域處于測(cè)量死區(qū)，當(dāng)局部云出現(xiàn)在測(cè)量死區(qū)，由于控制系統(tǒng)未采取對(duì)吸熱器的保護(hù)措施，待局部云從鏡場(chǎng)移走后，直接導(dǎo)致的后果是吸熱器過熱，從而其吸熱管變形，給電站帶來不小的損失。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明需要解決的技術(shù)問題是提供一種由電站控制系統(tǒng)直接間歇性的計(jì)算吸熱器吸收功率有效系數(shù)法，因該計(jì)算方法是對(duì)相應(yīng)區(qū)域面積進(jìn)行整體計(jì)算，不存在采用常規(guī)點(diǎn)測(cè)型日射表存在的測(cè)量死區(qū)，有效的避免采用點(diǎn)測(cè)型日射表因存在測(cè)量死區(qū)而給吸熱器帶來的危害，從而保證在任何局部云存在的情況下吸熱器的安全運(yùn)行。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

3、一種太陽能電站，包括圓柱形吸熱塔、均勻分布在吸熱塔上端部的吸熱器和設(shè)置在吸熱塔下端部的定日鏡場(chǎng)；所述吸熱器包括n個(gè)環(huán)形并列排布的受熱面；每?jī)蓚€(gè)相鄰的受熱面組成一個(gè)受熱單元；所述吸熱器的熔鹽進(jìn)口母管與冷熔鹽儲(chǔ)罐連接，所述吸熱器的熔鹽出口母管與熱熔鹽儲(chǔ)罐連接；所述吸熱器的熔鹽進(jìn)口母管設(shè)置熔鹽流量計(jì)ft、壓力變送器pt；每個(gè)所述受熱單元進(jìn)口和出口設(shè)置溫度儀表te；所述定日鏡呈圓形布置為定日鏡場(chǎng)，定日鏡場(chǎng)的圓心與環(huán)形吸熱器的圓心重合；每個(gè)受熱單元由相應(yīng)區(qū)域的定日鏡加熱。

4、一種太陽能電站定日鏡場(chǎng)的局部云判斷方法，包括以下步驟：

5、s1、采用等角度法確定吸熱器的每個(gè)受熱單元所對(duì)應(yīng)的定日鏡的區(qū)域；

6、s2、根據(jù)s1中吸熱器的受熱單元吸收功率有效系數(shù)判斷受熱單元對(duì)應(yīng)的定日鏡區(qū)域是否出現(xiàn)局部云；

7、s3、若s2中受熱單元對(duì)應(yīng)的定日鏡區(qū)域出現(xiàn)局部云，判斷該受熱單元對(duì)應(yīng)的定日鏡區(qū)域局部云是否消失轉(zhuǎn)為晴天；

8、s4、吸熱器所計(jì)算受熱單元對(duì)應(yīng)的定日鏡區(qū)域局部云消失轉(zhuǎn)為晴天時(shí)，對(duì)相應(yīng)的受熱單元進(jìn)行降溫處理。

9、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：s1中，計(jì)算每個(gè)吸熱器受熱單元吸收功率有效系數(shù)：

10、

11、其中，ef(t,t+1)為當(dāng)前時(shí)刻由相鄰受熱面t、t+1組成的受熱單元吸收功率有效系數(shù)，t＜n；ptheor為當(dāng)前時(shí)刻由相鄰受熱面t、t+1組成的受熱單元理論吸收功率，其值由控制系統(tǒng)根據(jù)定日鏡廠家提供的定日鏡場(chǎng)效率模型、吸熱器廠家提供的吸熱器受熱模型、效率模型及相應(yīng)計(jì)算公式計(jì)算得到；p(t,t+1)為當(dāng)前時(shí)刻由相鄰受熱面t、t+1組成的受熱單元采用焓差計(jì)算的實(shí)際吸收功率，其計(jì)算公式見式：

12、

13、其中，ft為流過吸熱器進(jìn)口母管熔鹽流量kg/s，即為流過由相鄰受熱面t、t+1組成的受熱單元的流量；tm為由相鄰受熱面t、t+1組成的受熱單元出口熔鹽溫度；tn為由相鄰受熱面t、t+1組成的受熱單元進(jìn)口熔鹽溫度。

14、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：s2中，當(dāng)下述條件之一出現(xiàn)時(shí)，控制系統(tǒng)判斷為受熱單元對(duì)應(yīng)的定日鏡區(qū)域出現(xiàn)局部云：

15、s21吸熱器的受熱單元吸收功率有效系數(shù)中一個(gè)或多個(gè)受熱單元吸收功率有效系數(shù)低于該受熱單元閾值th；

16、th＝m-x

17、其中，m為該受熱單元閾值為典型晴天時(shí)此刻的吸收功率有效系數(shù)平均值，為典型晴天吸熱器吸收功率有效系數(shù)；x為死區(qū)值；

18、s22吸熱器的受熱單元吸收功率有效系數(shù)中一個(gè)或多個(gè)受熱單元吸收功率有效系數(shù)在1分鐘之內(nèi)下降超過0.3時(shí)；

19、當(dāng)所有吸熱器(2)的受熱單元(22)吸收功率有效系數(shù)均已相同的方式減少時(shí)，此時(shí)因?yàn)槿章溥^程，控制系統(tǒng)閉鎖觸發(fā)局部多云模式。

20、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：s3中，當(dāng)下述條件之一出現(xiàn)時(shí)，控制系統(tǒng)判斷為吸熱器所計(jì)該算受熱單元對(duì)應(yīng)的定日鏡區(qū)域局部云消失轉(zhuǎn)為晴天：

21、s31吸熱器的受熱單元吸收功率有效系數(shù)中一個(gè)或多個(gè)受熱單元吸收功率有效系數(shù)不低于該受熱單元閾值th；

22、th＝m-x

23、其中，m為該受熱單元閾值為典型晴天時(shí)此刻的吸收功率有效系數(shù)平均值，為典型晴天吸熱器吸收功率有效系數(shù)；x為死區(qū)值；

24、s32在持續(xù)的5分鐘內(nèi)，吸熱器的受熱單元吸收功率有效系數(shù)中任一受熱單元吸收功率有效系數(shù)沒有出現(xiàn)1分鐘之內(nèi)下降超過0.3。

25、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：m為0.9。

26、本發(fā)明技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)在于：x為0.1。

27、由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明取得的技術(shù)進(jìn)步是：

28、本發(fā)明采用一種由電站控制系統(tǒng)直接間歇性的計(jì)算吸熱器吸收功率有效系數(shù)法，因該計(jì)算方法是對(duì)相應(yīng)區(qū)域面積進(jìn)行整體計(jì)算，不存在采用常規(guī)點(diǎn)測(cè)型日射表存在的測(cè)量死區(qū)。

技術(shù)特征：

1.一種太陽能電站，其特征在于：包括圓柱形吸熱塔(1)、均勻分布在吸熱塔(1)上端部的吸熱器(2)和設(shè)置在吸熱塔(1)下端部的定日鏡場(chǎng)(3)；所述吸熱器(2)包括n個(gè)環(huán)形并列排布的受熱面(21)；每?jī)蓚€(gè)相鄰的受熱面(21)組成一個(gè)受熱單元(22)；所述吸熱器(2)的熔鹽進(jìn)口母管與冷熔鹽儲(chǔ)罐連接，所述吸熱器(2)的熔鹽出口母管與熱熔鹽儲(chǔ)罐連接；所述吸熱器(2)的熔鹽進(jìn)口母管設(shè)置熔鹽流量計(jì)ft、壓力變送器pt；每個(gè)所述受熱單元(22)進(jìn)口和出口設(shè)置溫度儀表te；所述定日鏡(3)呈圓形布置為定日鏡場(chǎng)，定日鏡場(chǎng)的圓心與環(huán)形吸熱器(2)的圓心重合；每個(gè)受熱單元(22)由相應(yīng)區(qū)域的定日鏡(3)加熱。

2.一種太陽能電站定日鏡場(chǎng)的局部云判斷方法，其特征在于：包括以下步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電站定日鏡場(chǎng)的局部云判斷方法，其特征在于：s1中，計(jì)算每個(gè)吸熱器(2)受熱單元(22)吸收功率有效系數(shù)：

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電站定日鏡場(chǎng)的局部云判斷方法，其特征在于：s2中，當(dāng)下述條件之一出現(xiàn)時(shí)，控制系統(tǒng)判斷為受熱單元(22)對(duì)應(yīng)的定日鏡(3)區(qū)域出現(xiàn)局部云：

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的太陽能電站定日鏡場(chǎng)的局部云判斷方法，其特征在于：s3中，當(dāng)下述條件之一出現(xiàn)時(shí)，控制系統(tǒng)判斷為吸熱器所計(jì)該算受熱單元(22)對(duì)應(yīng)的定日鏡(3)區(qū)域局部云消失轉(zhuǎn)為晴天：

6.根據(jù)權(quán)利要求4或5任一項(xiàng)所述的太陽能電站定日鏡場(chǎng)的局部云判斷方法，其特征在于：m為0.9。

7.根據(jù)權(quán)利要求4或5任一項(xiàng)所述的太陽能電站定日鏡場(chǎng)的局部云判斷方法，其特征在于：x為0.1。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種太陽能電站及其定日鏡場(chǎng)局部云的判斷方法，屬于光熱電站發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，包括以下步驟：S1、采用等角度法確定吸熱器的每個(gè)受熱單元所對(duì)應(yīng)的定日鏡的區(qū)域；S2、根據(jù)S1中吸熱器的受熱單元吸收功率有效系數(shù)判斷受熱單元對(duì)應(yīng)的定日鏡區(qū)域是否出現(xiàn)局部云；S3、若S2中受熱單元對(duì)應(yīng)的定日鏡區(qū)域出現(xiàn)局部云，判斷該受熱單元對(duì)應(yīng)的定日鏡區(qū)域局部云是否消失轉(zhuǎn)為晴天；S4、吸熱器所計(jì)算受熱單元對(duì)應(yīng)的定日鏡區(qū)域局部云消失轉(zhuǎn)為晴天時(shí)，對(duì)相應(yīng)的受熱單元進(jìn)行降溫處理。本發(fā)明能夠有效的避免采用點(diǎn)測(cè)型日射表因存在測(cè)量死區(qū)而給吸熱器帶來的危害，從而保證在任何局部云存在的情況下吸熱器的安全運(yùn)行。

技術(shù)研發(fā)人員：張國政,張俊,李碩,董曉琦
受保護(hù)的技術(shù)使用者：青島鴻瑞電力工程咨詢有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2