[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

说明书

本发明公开了一种光煤互补系统变工况的光电转换效率寻优控制方法，通过读取太阳能集热系统、燃煤发电系统及环境的相关信息，读取光煤互补系统运行工况，确定太阳能集热单元可加热水流量范围和光煤互补系统可运行的光煤流量分配比范围，通过建立光煤互补系统变工况下光电转换效率与光煤流量分配比的关系，调节光煤流量分配比，从而控制进入太阳能集热系统的加热的水流量，实现光电转换效率最大化的控制目标，提高光煤互补系统在变工况条件下的经济性；本发明能为变工况条件下优化控制光煤互补系统，充分发挥太阳能在光煤互补系统中的作用，提高太阳能利用率，促进可在生能源消纳，大幅提高机组经济性提供明确的指导。

技术领域

本发明涉及多能源互补发电系统运行控制领域，具体涉及一种光煤互补系统变工况的光电转换效率寻优控制方法。

背景技术

近年来，为解决化石燃料的使用造成的环境污染问题，可再生能源发展迅猛，但由于太阳能等可再生能源是间歇性能源，大规模并网会导致电网波动剧烈的问题，需要借助火电机组进行调峰，因此多能互补发电系统成为国家的一个大力发展方向。光煤互补作为多能互补的典型方式，光煤互补电站可以弱化外部环境对系统的影响，使系统能够平稳地将太阳能转化为电能，达到节能减排的目的，同时光煤互补可以省去传统光热电站中的汽轮机等设备，使其具有投资小的优点。然而现有光煤互补系统大多存在控制困难的问题，多数控制方法只考虑设计工况的运行，并未考虑如何在光照波动以及光煤互补系统变工况情况下仍然可以维持太阳能的高效利用，难以准确评价太阳能在光煤互补系统的作用，且难以满足光煤互补系统变工况运行的同时保证顺利消纳可再生能源。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种光煤互补系统变工况的光电转换效率寻优控制方法，该系统通过建立光煤互补系统变工况下光煤流量分配比与光电转换效率的关系，调节光煤流量分配比，控制进入太阳能集热系统的加热的水流量，实现光电转换效率最优的控制目标，充分利用太阳能，提高光煤互补系统在变工况条件下的能量利用率和经济性。

为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种光煤互补系统变工况的光电转换效率寻优控制方法，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高压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，回热加热器由高压至低压依次编号为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；