[发明专利]一种光煤互补系统变工况的光电转换效率寻优控制方法

权利要求书

1.一种光煤互补系统变工况的光电转换效率寻优控制方法，其特征在于：

以光电转换效率最优作为光煤互补系统变工况运行控制的目标，其中光电转换效率指光煤互补系统接收到的太阳辐照能量转化为电能的比率，即当光煤互补系统和未耦合太阳能的传统燃煤发电系统的锅炉吸热量相同时，光煤互补系统增加的发电量与所接收到的太阳辐照能量之比；

光电转换效率的计算方法是：首先利用式(1)计算通过太阳能集热系统加热和高压加热器加热的水混合后的比焓，再结合热力系统变工况计算方法利用式(2)计算光煤互补系统的发电功率W_SCPP，然后假设光煤互补系统和未耦合太阳能的传统燃煤发电系统的在锅炉中吸热量相同，根据式(3)-(4)计算光电转换效率η_SE；

h_w(i-1),in＝α_TCS×h_s,out+(1-α_TCS)h_wi,out (1)

式中，h_w(i-1),in是通过太阳能集热系统加热和加热器加热的水混合后的比焓，i＝1,2,…,n，kJ/kg；n为光煤互补系统回热加热器的总个数，加热器按汽侧压力由高至低依次编号为1至n；α_TCS是光煤流量分配比；h_s,out是通过太阳能集热系统加热后的水的比焓，kJ/kg；h_wi,out是通过原有高压加热器加热后的水的比焓，kJ/kg；

式中，W_SCPP是光煤互补系统发电功率，MW；D₀是光煤互补系统主蒸汽流量，kg/s；h₀是光煤互补系统主蒸汽比焓，kJ/kg；D_zr是光煤互补系统再热蒸汽流量，kg/s；h_zr是光煤互补系统再热蒸汽比焓，kJ/kg；D_i是光煤互补系统中燃煤发电的汽轮机第i级抽汽流量，i＝1,2,…,n，kg/s；h_wi,in是光煤互补系统中燃煤发电的汽轮机第i级抽汽比焓，kJ/kg；D_c是光煤互补系统排汽流量，kg/s；h_c是光煤互补系统排汽比焓，kJ/kg；D_sg1和D_sg2是光煤互补系统中燃煤发电的前轴封汽量和后轴封汽量，kg/s；h_sg1和h_sg2是光煤互补系统中燃煤发电的前轴封汽比焓和后轴封汽比焓，kJ/kg；

W_add＝W_SCPP-W_eq (3)

式中，W_add是光煤互补系统等吸热量下的新增功率，MW；W_eq是在相同发电负荷要求下，与光煤互补系统等吸热量时的未耦合太阳能的传统燃煤发电系统的等效发电功率，MW；

式中，η_SE是光煤互补系统的光电转换效率；DNI是太阳直接法相辐射，W/m²；A_c是太阳光照集热面积，m²；

光煤互补系统优化光电转换效率的变工况运行控制，包括以下步骤：

步骤1：读取光煤互补系统中，与高压加热器并联的太阳能集热系统、燃煤发电系统及环境条件的相关信息；

步骤2：读取光煤互补系统所需运行的工况条件；

步骤3：根据太阳能集热单元导热油工作温度区间及其设备安全工作范围确定太阳能集热单元可加热的水流量范围，再根据水流量范围与燃煤机组给水流量之比确定光煤互补系统可运行的光煤流量分配比范围；

步骤4：在步骤3计算出的光煤流量分配比变化范围内，计算当前光照条件和电负荷条件下光煤互补系统的光电转换效率η_SE，建立光煤互补系统的光电转换效率与光煤流量分配比的关系；

步骤5：选择优化的光煤流量分配比：即，在步骤4建立的所要求运行的工况下的光电转换效率与光煤流量分配比的关系中，选择光电转换效率的最大值所对应的光煤流量分配比作为优化的光煤流量分配比；

步骤6：根据步骤5得出的优化的光煤流量分配比，调节流入太阳能集热系统加热的优化的水流量的计算如下：

式中，为流入太阳能集热系统加热的优化的水流量，kg/s；为优化的光煤流量分配比；D_w为当前工况下的给水流量，kg/s；

当光煤互补系统运行工况改变或太阳光照强度改变时，重复步骤1至步骤6，重新达到控制目标。