[发明专利]一种光热光伏互补协同发电系统及运行方法

权利要求书

1.一种光热光伏互补协同发电系统，其特征在于，包括光伏电站、光热电站、电加热系统(9)、汇流系统(4)、控制系统(7)及电网(8)，光伏电站包括光伏阵列(5)及逆变器(6)，光热电站包括光热集热系统(1)、储热系统(2)及发电系统(3)；

光伏阵列(5)的输出端经逆变器(6)与电加热系统(9)的电源接口及汇流系统(4)相连接，光热集热系统(1)与储热系统(2)相连接，储热系统(2)与发电系统(3)相连接，发电系统(3)的输出端与汇流系统(4)相连接，控制系统(7)与汇流系统(4)的控制端相连接，汇流系统(4)的输出端与电网(8)相连接。

2.根据权利要求1所述的光热光伏互补协同发电系统，其特征在于，所述储热系统(2)包括高温储热系统(201)及低温储热系统(202)，其中，高温储热系统(201)的出口与发电系统(3)的入口相连通，发电系统(3)的出口与低温储热系统(202)的入口相连通，低温储热系统(202)的出口与光热集热系统(1)的入口相连通，光热集热系统(1)的出口与高温储热系统(201)的入口相连通，高温储热系统(201)内设置有加热器，电加热系统(9)与所述加热器相连接。

3.根据权利要求1所述的光热光伏互补协同发电系统，其特征在于，所述发电系统(3)包括换热器(301)、汽轮机(302)及发电机(303)，其中，换热器(301)的放热侧与储热系统(2)相连通，换热器(301)的吸热侧入口与汽轮机(302)的出口相连通，换热器(301)的吸热侧出口与汽轮机(302)的入口相连通，汽轮机(302)的输出轴与发电机(303)的驱动轴相连接。

4.根据权利要求1所述的光热光伏互补协同发电系统，其特征在于，汇流系统(4)上设置有光伏电能表(402)及光热电能表(401)，光热电能表(401)与发电系统(3)相连接，光伏电能表(402)与逆变器(6)相连接。

5.一种权利要求1所述光热光伏互补协同发电系统的运行方法，其特征在于，包括汇流并网协同运行模式和光热光伏储热协调运行模式；

汇流并网协同运行模式下的具体运行过程为：

1a)控制系统(7)获取电力调度指令，检测当前光热电站的光热发电功率及光伏电站的光伏发电功率，同时预测未来预设时间段内光热电站的发电功率及光伏电站的光伏发电功率，确保电站整体并网功率满足电力调度指令要求，即电站整体并网功率相对偏差小于电网(8)的许可偏差δ_P，即

其中，G_plant为电站整体的并网功率，G_csp为光热电站的并网功率，G_pv为光伏电站的并网功率，G_grid为电力调度指令，δ_P为电站整体并网功率与电力调度指令相对偏差；

2b)基于发电功率的历史数据及分时电价，利用优化算法对光热电站及光伏电站的分时并网功率进行优化，使得电站一天整体收益I最大化。

其中，n为将一天时间划分为n个时间段，G_csp·t及G_pv·t分别为一天中第t个时间段的光热并网功率及光伏并网功率，P_csp·t和P_pv·t分别为一天中第t个时间段的光热电价及光伏电价，A为当δ_P不满足电网(8)许可偏差要求，收到电力市场的考核费用；

光热光伏储热协调运行模式的具体运行过程为：

当光伏电站的发电功率高于优化后所需的光伏并网功率时，则将剩余的电能利用电加热系统(9)加热储热系统(2)中的储能介质，当光伏电站的发电功率小于等于优化后所需的光伏并网功率时，则停运电加热系统(9)，具体过程为：

电加热系统(9)的加热功率G_h根据光伏并网功率和光伏发电功率情况而自动调节，即

其中，G_h为电加热功率，G_i为光伏电站逆变器(6)出口电功率；

在电加热系统(9)加热储热系统(2)中储热介质的过程中，实时调整进入储热系统(2)中储热介质的流量，同时调节光热集热系统(1)输出至储热系统(2)中储热介质的温度，使得光热集热系统(1)输出至储热系统(2)中的储热介质经电加热系统(9)加热后的温度为预设温度，即

其中，c为储热介质的比热，为光热集热系统(1)输出的储热介质流率，T_set为预设温度，T_out为光热集热系统(1)输出的储热介质温度，η为电加热系统(9)及加热过程综合效率。