[发明专利]基于布雷顿循环的太阳能发电系统及其控制方法

权利要求书

1.一种基于布雷顿循环的太阳能发电系统，其特征在于，包括：

压缩机，用于压缩流体工质；

回热器，与所述压缩机相连接，用于对经所述压缩机压缩的所述流体工质进行预热；

吸热器，与所述回热器相连接，用于对经所述回热器预热的所述流体工质通过太阳辐射进行加热；

聚光系统，设置有对应于所述吸热器的反射镜面，并能够将太阳辐射反射至所述吸热器；

透平，能够利用经所述吸热器加热的所述流体工质的热能输出机械功；以及

发电机，用于将所述机械功转换为交流电力。

2.如权利要求1所述的基于布雷顿循环的太阳能发电系统，其特征在于，还包括：储热模块，与所述吸热器和所述透平相连接，并能够储存经所述吸热器加热的所述流体工质的热能并选择性地将储存的热能传递至所述透平。

3.如权利要求1所述的基于布雷顿循环的太阳能发电系统，其特征在于，还包括：变频器，与所述发电机相连接，并能够调节所述发电机的输出电功率。

4.如权利要求3所述的基于布雷顿循环的太阳能发电系统，其特征在于，所述回热器具有热端流路和冷端流路，位于所述热端流路的流体工质用于预热位于所述冷端流路的流体工质，所述冷端流路的出口和所述吸热器的出口分别与所述透平的入口相连接，且连接于所述回热器的冷端流路的出口与所述透平的入口以及所述吸热器的出口与所述透平的入口之间的管路上设置有用于控制所述流体工质流量的控制阀。

5.如权利要求4所述的基于布雷顿循环的太阳能发电系统，其特征在于，还包括比例-积分-微分控制器，能够根据实际工况和预定工况的差异控制所述控制阀和/或所述变频器的运行。

6.如权利要求2-5中任一项所述的基于布雷顿循环的太阳能发电系统，其特征在于，

所述吸热器为管式吸热器、容积式吸热器以及颗粒吸热器中的其中一种；

所述压缩机为轴流式压缩机或离心式压缩机；

所述透平为轴流式透平或径流式透平；

所述回热器为顺流式回热器、逆流式回热器以及叉流式回热器中的其中一种；

所述储热模块具有储热介质，所述储热介质为显热储热介质、相变潜热储热介质和热化学储热介质中的其中一种。

7.一种基于布雷顿循环的太阳能发电系统的控制方法，其特征在于，包括步骤：

流体工质压缩步骤，将工质压缩至高压流体工质；

流体工质预热步骤，将所述流体工质预热；

流体工质加热步骤，将经预热的所述流体工质通过太阳辐射进行加热，其中，根据太阳辐射量与设定范围的比较，确定是否进行流体工质加热步骤；

热能转化步骤，将经加热/预热的所述流体工质的热能转化为机械功；以及

发电步骤，将所述机械功转化为交流电力。

8.如权利要求7所述的基于布雷顿循环的太阳能发电系统的控制方法，其特征在于，在所述热能转化步骤中，通过透平将热能转化为机械功，所述控制方法还包括：

输出电功率调节步骤，通过对所述太阳能发电系统输出电功率的调节将所述透平的转速或所述透平进口/出口处流体工质的温度控制在设定范围内。

9.如权利要求8所述的基于布雷顿循环的太阳能发电系统的控制方法，其特征在于，所述基于布雷顿循环的太阳能发电系统具有至少一条向所述透平输送流体工质的流路，所述流路和所述透平的入口之间设置有控制所述流体工质流量的控制阀，所述控制方法还包括：

控制阀调节步骤，通过对所述控制阀开度的调节将所述透平进口/出口处流体工质的温度控制在设定范围内。

10.如权利要求7-9中任一项所述的基于布雷顿循环的太阳能发电系统的控制方法，其特征在于，所述太阳能发电系统具有比例-积分-微分控制器，所述控制方法包括步骤：

联控步骤：通过所述比例-积分-微分控制器对所述太阳能发电系统的多个运行变量进行协同调节。