[发明专利]一种基于冷-热-电联产的光伏电站出力快速调控系统

说明书

本发明公开了一种基于冷‑热‑电联产的光伏电站出力快速调控系统，在光伏电站设置热水库和冷水库，冷水库内安装制冷装置，光伏组件背板上装设与热水库和冷水库贯通的散热管道，冷水库的出水接入散热管道的入水口，散热管道的出水接入热水库。本调控系统平抑了光伏电站出力和负荷需求的天然供求差异，避免了在供大于求时电力远距离外送或弃光所造成的网损增加、资源浪费，并在供小于求时提供了一种快速调节发电能力的手段，一定程度上避免了光资源的浪费，同时满足了电站及周边设施的部分热水需求，提高能源综合利用效果。

技术领域

本发明涉及一种基于冷-热-电联产的光伏电站出力快速调控系统，属于新能源发电控制领域。

背景技术

近年来，太阳能开发利用规模快速扩大，技术进步和产业升级加快，成本显著降低，已成为全球能源转型的重要领域。截至2015年底，全球太阳能发电装机累计达到2.3亿千瓦，当年新增装机超过5300万千瓦，占全球新增发电装机的20％。2006至2015年光伏发电平均年增长率超过40％，成为全球增长速度最快的能源品种。我国光伏发电累计装机从2010年的86万千瓦增长到2015年的4318万千瓦，2015年新增装机1513万千瓦，累计装机和年度新增装机均居全球首位。光伏发电应用逐渐形成东中西部共同发展、集中式和分布式并举的格局。光伏发电与农业、养殖业、生态治理等各种产业融合发展模式不断创新，已进入多元化、规模化发展的新阶段。

“十三五”将是太阳能产业发展的关键时期，基本任务是产业升级、降低成本、扩大应用，实现不依赖国家补贴的市场化自我持续发展，成为实现2020年和2030年非化石能源分别占一次能源消费比重15％和20％目标的重要力量。

然而在光伏电站的运行和控制过程中，遇到了一些困难和挑战。光伏电站出力完全取决于辐照情况。辐照曲线是一个很明显的“单峰”形态，即从早上开始辐照量逐渐升高，到中午时达到最大值，继而逐渐减少，直至太阳落山。因此光伏电站的出力曲线也基本呈“单峰”形态。而负荷曲线则会根据当地的负荷结构有丰富的“峰-谷-平”变化，通常在早上7点至9点以及晚上6点至8点存在用电高峰，而中午时段一般用电需求较少，这就造成光伏电站的出力曲线和负荷曲线有较大的差异：在光伏电站出力较少的早上和傍晚负荷需求较高，而在光伏电站出力最多的中午时段负荷需求较少。传统的控制手段对于区域内电力供大于求时段需要利用远距离输电将富余的电力外送或者直接进行弃光处理，造成网损增加、资源浪费；而对于供小于求的时段，则缺乏有效的方法快速提高光伏电站的出力，以缩小电力供应缺口，只能通过诸如火电、水电等常规可控电源进行负荷调峰，如果这些电源与负荷地理位置相距较远，则需要进行远距离电能输送，同样造成网损增加。因此，传统的控制策略无法达到综合优化利用太阳能资源的目的，且不满足国家能源局最新给出的分布式能源就近消纳的方针。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种基于冷-热-电联产的光伏电站出力快速调控系统，利用光伏电池的温度特性快速调节光伏电站的出力，能够平抑光伏电站出力和负荷需求的供求差异，避免了在供大于求时电力远距离外送或弃光所造成的网损增加、资源浪费，提高能源综合利用效果。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于冷-热-电联产的光伏电站出力快速调控系统，其特征在于：在光伏电站设置热水库和冷水库，冷水库内安装制冷装置，光伏组件背板上装设与热水库和冷水库贯通的散热管道，冷水库的出水接入散热管道的入水口，散热管道的出水接入热水库。

当供电区域内电能供大于求时，利用多余的电能通过装设于冷水库内制冷装置对冷水库内的水进行制冷。

当供电区域内电能供小于求时，将冷水库内冷水通过管道注入光伏组件背板上的散热管道，在散热管道循环后流出的水接入热水库。

当供电区域内有尖峰型负荷投入时，将冷水库内冷水通过管道注入光伏组件背板上的散热管道，在散热管道循环后流出的水接入热水库。