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槽式太阳能光热电站设计与优化系统与方法

阅读：957发布：2020-05-27

IPRDB可以提供槽式太阳能光热电站设计与优化系统与方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明为槽式太阳能光热电站设计与优化系统与方法，属于光热电站技术领域，所述系统包括：光资源获取模块，用于形成基础资料数据库；光场布置模块，用于获得初步光场布置；储能选择与发电计算模块，用于获得储能容量与储罐直径以选择储能设备，并获得电站逐时理论输出发电功率；发电量获取模块，用于获得电站逐时实际输出发电功率及年总发电量；优化设计模块，用于调整所述光场布置模块中设置的所述太阳倍数以及储能选择与发电计算模块中设置的所述储能时间，并根据各个年总发电量，选择最终的光场布置。本系统和方法能够自动进行光场布置并对布置结果以及热电设备的选择进行优化，并可准确计算电站的逐时上网电量。，下面是槽式太阳能光热电站设计与优化系统与方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种槽式太阳能光热电站设计与优化系统，其特征在于：

所述槽式太阳能光热电站设计与优化系统包括光资源获取模块、光场布置模块、储能选择与发电计算模块、发电量获取模块、以及优化设计模块；其中：所述光资源获取模块，用于输入已做工程的测光资料与参证气象站资料，形成基础资料数据库；

所述光场布置模块，用于建立包含多种集热槽、多种真空集热管、以及多种导热油的设备数据库，并根据从所述光资源获取模块获得的基础资料数据库、所述设备数据库以及设置的太阳倍数获得初步光场布置；

所述储能选择与发电计算模块，用于根据设置的储能时间、汽轮机的额定输入热功率以及换热器的效率，获得储能容量与储罐直径以选择储能设备，并根据所述初步光场布置以及管道的热损失，获得电站逐时理论输出发电功率；

所述发电量获取模块，用于根据所述电站逐时理论输出发电功率以及电站各个设备的电能损失，得到电站逐时实际输出发电功率及年总发电量；

所述优化设计模块，用于调整所述光场布置模块中设置的所述太阳倍数以及所述储能选择与发电计算模块中设置的所述储能时间，并根据所述发电量获取模块获取的与各个太阳倍数和储能时间对应的年总发电量，选择最终的光场布置。

2.根据权利要求1所述的槽式太阳能光热电站设计与优化系统，其特征在于：所述系统还包括测算模块，用于根据通过光场布置模块获得的光场布置、通过储能选择与发电计算模块中选择的储能设备以及通过发电量获取模块获得的年总发电量，获得年平均度电成本或项目总净现值；

所述优化设计模块，用于调整所述光场布置模块中设置的所述太阳倍数以及所述储能选择与发电计算模块中设置的所述储能时间，并根据所述测算模块获取的与各个太阳倍数和储能时间对应的年平均度电成本或项目总净现值，选择最终的光场布置。

3.根据权利要求1或2所述的槽式太阳能光热电站设计与优化系统，其特征在于：所述系统还包括报告输出模块，用于自动输出槽式太阳能光热电站设计与优化报告。

4.根据权利要求1或2所述的槽式太阳能光热电站设计与优化系统，其特征在于：所述测光资料至少为完整一年的逐时时间序列数据，以及所述光资源获取模块还包括修正子模块，用于对输入的测光资料和参证气象站资料进行检验和修正。

5.根据权利要求4所述的槽式太阳能光热电站设计与优化系统，其特征在于：所述光场布置模块用于根据从所述光资源获取模块获得的基础资料数据库、所述设备数据库以及设置的太阳倍数获得初步光场布置具体包括：从所述基础资料数据库中获取光场所在地春分日中午12:00的太阳直接辐射值x；获取选择的汽轮机的额定功率a与效率b；获取预设的整场分区数c、每个集热回路的集热单元数量d，每个集热单元开口面积e；获取集热槽角度；根据光场所在地的经纬度坐标，光资源获取模块中的时间序列数据，计算当地太阳时与真空集热管的入射角；在考虑真空集热管光学效率、集热槽入射角修正系数、阴影因子和真空集热管尾端损失的基础上，计算光场效率y，根据所述太阳直接辐射值x乘以所述光场效率y，得到光场理论热功率输出x*y；按照集热管热损失与环境温度、风速的关系曲线，获得集热管热损失z；通过光场理论热功率输出减去集热管热损失z，得到光场热输出功率x*y-z，于是所需的集热总回路数M被确定为：M＝(a*s)/(b*(x*y-z)*d*e)

每个分区需要的回路数N为：

N＝M/c。

6.根据权利要求5所述的槽式太阳能光热电站设计与优化系统，其特征在于：所述储能选择与发电计算模块用于根据设置的储能时间、汽轮机的额定输入热功率以及换热器的效率，获得储能容量与储罐直径以选择储能设备具体包括：获取光场布置模块额定点的入口导热油温度T1、出口温度T2、热罐熔盐密度p、热罐熔盐比热q、储罐高度i、确定储罐对数j、储罐底部最少熔盐厚度k：获得储热热容量Q＝(a*t)/b

获得储能容量V＝Q*3.6*10/(p*q*(T2-T1)*h)

0.5

获得储罐直径D＝2*(V/(3.14*j*(i-k)))其中，t为储能时间、汽轮机的额定输入热功率为a/b、换热器的效率为h。

7.根据权利要求1所述的槽式太阳能光热电站设计与优化系统，其特征在于：所述优化设计模块以年总发电量为目标选择最终的光场布置。

8.根据权利要求2所述的槽式太阳能光热电站设计与优化系统，其特征在于：所述优化设计模块以年平均度电成本最小或项目总净现值最大为目标选择最终的光场布置。

9.一种槽式太阳能光热电站设计与优化方法，其特征在于：

所述槽式太阳能光热电站设计与优化方法包括光资源获取步骤、光场布置步骤、储能选择与发电计算步骤、发电量获取步骤、以及优化设计步骤；其中：所述光资源获取步骤中，输入已做工程的测光资料与参证气象站资料，形成基础资料数据库；

所述光场布置步骤中，建立包含多种集热槽、多种真空集热管、以及多种导热油的设备数据库，并根据从所述光资源获取步骤获得的基础资料数据库、所述设备数据库以及设置的太阳倍数获得初步光场布置；

所述储能选择与发电计算步骤中，根据设置的储能时间、汽轮机的额定输入热功率以及换热器的效率，获得储能容量与储罐直径以选择储能设备，并根据所述初步光场布置以及管道的热损失，获得电站逐时理论输出发电功率；

所述发电量获取步骤中，根据所述电站逐时理论输出发电功率以及电站各个设备的电能损失，得到电站逐时实际输出发电功率及年总发电量；

所述优化设计步骤中，调整所述光场布置步骤中设置的所述太阳倍数以及所述储能选择与发电计算步骤中设置的所述储能时间，并根据所述发电量获取步骤获取的与各个太阳倍数和储能时间对应的年总发电量，选择最终的光场布置。

10.根据权利要求9所述的槽式太阳能光热电站设计与优化方法，其特征在于：所述方法还包括测算步骤，在所述测算步骤中，根据通过光场布置步骤获得的光场布置、通过储能选择与发电计算步骤中选择的储能设备以及通过发电量获取步骤获得的年总发电量，获得年平均度电成本或项目总净现值；

在所述优化设计步骤中，调整所述光场布置步骤中设置的所述太阳倍数以及所述储能选择与发电计算步骤中设置的所述储能时间，并根据所述测算步骤获取的与各个太阳倍数和储能时间对应的年平均度电成本或项目总净现值，选择最终的光场布置。

11.根据权利要求9或10所述的槽式太阳能光热电站设计与优化方法，其特征在于：所述方法还包括报告输出步骤，在所述报告输出步骤中，自动输出槽式太阳能光热电站设计与优化报告。

12.根据权利要求9或10所述的槽式太阳能光热电站设计与优化方法，其特征在于：所述测光资料至少为完整一年的逐时时间序列数据，以及所述光资源获取步骤还包括修正子步骤，在所述修正子步骤中，对输入的测光资料和参证气象站资料进行检验和修正。

13.根据权利要求12所述的槽式太阳能光热电站设计与优化方法，其特征在于：所述光场布置步骤中，根据从所述光资源获取步骤获得的基础资料数据库、所述设备数据库以及设置的太阳倍数获得初步光场布置具体包括：从所述基础资料数据库中获取光场所在地春分日中午12:00的太阳直接辐射值x；获取选择的汽轮机的额定功率a与效率b；获取预设的整场分区数c、每个集热回路的集热单元数量d，每个集热单元开口面积e；获取集热槽角度；根据光场所在地的经纬度坐标，光资源获取步骤中的时间序列数据，计算当地太阳时与真空集热管的入射角；在考虑真空集热管光学效率、集热槽入射角修正系数、阴影因子和真空集热管尾端损失的基础上，计算光场效率y，根据所述太阳直接辐射值x乘以所述光场效率y，得到光场理论热功率输出x*y；按照集热管热损失与环境温度、风速的关系曲线，获得集热管热损失z；通过光场理论热功率输出减去集热管热损失z，得到光场热输出功率x*y-z，于是所需的集热总回路数M被确定为：M＝(a*s)/(b*(x*y-z)*d*e)

每个分区需要的回路数N为：

N＝M/c。

14.根据权利要求13所述的槽式太阳能光热电站设计与优化方法，其特征在于：所述储能选择与发电计算步骤中，根据设置的储能时间、汽轮机的额定输入热功率以及换热器的效率，获得储能容量与储罐直径以选择储能设备具体包括：获取光场布置步骤额定点的入口导热油温度T1、出口温度T2、热罐熔盐密度p、热罐熔盐比热q、储罐高度i、确定储罐对数j、储罐底部最少熔盐厚度k：获得储热热容量Q＝(a*t)/b

获得储能容量V＝Q*3.6*10/(p*q*(T2-T1)*h)

0.5

获得储罐直径D＝2*(V/(3.14*j*(i-k)))其中，t为储能时间、汽轮机的额定输入热功率为a/b、换热器的效率为h。

15.根据权利要求9所述的槽式太阳能光热电站设计与优化方法，其特征在于：所述优化设计步骤中，以年总发电量为目标选择最终的光场布置。

16.根据权利要求10所述的槽式太阳能光热电站设计与优化方法，其特征在于：所述优化设计步骤中，以年平均度电成本最小或项目总净现值最大为目标选择最终的光场布置。

说明书全文

槽式太阳能光热电站设计与优化系统与方法

技术领域

[0001] 本发明涉及光热电站设计技术领域，尤其涉及一种槽式太阳能光热电站设计与优化系统与方法。

背景技术

[0002] 根据《可再生能源十二五发展规划》，我国将在内蒙古鄂尔多斯高地沿黄河平坦荒漠、甘肃河西走廊平坦荒漠、新疆吐哈盆地和塔里木盆地地区、西藏拉萨、青海、宁夏等地选择适宜地点，开展太阳能热发电示范项目建设。到2015年，太阳能发电装机达到2100万千瓦，其中光伏电站装机1000万千瓦，太阳能热发电装机100万千瓦。然而，国内还没有槽式太阳能光热电站设计与优化系统。此外，由于槽式太阳能光热电站受太阳直接辐射(DNI)、气温、风速等因素的影响，准确地计算光热电站逐时上网电量非常困难。

发明内容

[0003] 为了解决现有技术存在的上述问题，本发明提出了一种槽式太阳能光热电站设计与优化系统与方法，能够自动进行光场布置并对布置结果以及热电设备的选择进行优化，并可准确计算电站的逐时上网电量。

[0004] 根据本发明的一个方面，提出了一种槽式太阳能光热电站设计与优化系统，所述槽式太阳能光热电站设计与优化系统包括光资源获取模块、光场布置模块、储能选择与发电计算模块、发电量获取模块、以及优化设计模块；所述光资源获取模块，用于输入已做工程的测光资料与参证气象站资料，形成基础资料数据库；所述光场布置模块，用于建立包含多种集热槽、多种真空集热管、以及多种导热油的设备数据库，并根据从所述光资源获取模块获得的基础资料数据库、所述设备数据库以及设置的太阳倍数获得初步光场布置；所述储能选择与发电计算模块，用于根据设置的储能时间、汽轮机的额定输入热功率以及换热器的效率，获得储能容量与储罐直径以选择储能设备，并根据所述初步光场布置以及管道的热损失，获得电站逐时理论输出发电功率；所述发电量获取模块，用于根据所述电站逐时理论输出发电功率以及电站各个设备的电能损失，得到电站逐时实际输出发电功率及年总发电量；所述优化设计模块，用于调整所述光场布置模块中设置的所述太阳倍数以及所述储能选择与发电计算模块中设置的所述储能时间，并根据所述发电量获取模块获取的与各个太阳倍数和储能时间对应的年总发电量，选择最终的光场布置。

[0005] 根据本发明的一个方面，所述系统还包括测算模块，用于根据通过光场布置模块获得的光场布置、通过储能选择与发电计算模块中选择的储能设备以及通过发电量获取模块获得的年总发电量，获得年平均度电成本或项目总净现值；所述优化设计模块，用于调整所述光场布置模块中设置的所述太阳倍数以及所述储能选择与发电计算模块中设置的所述储能时间，并根据所述测算模块获取的与各个太阳倍数和储能时间对应的年平均度电成本或项目总净现值，选择最终的光场布置。

[0006] 根据本发明的一个方面，所述系统还包括报告输出模块，用于自动输出槽式太阳能光热电站设计与优化报告。

[0007] 根据本发明的一个方面，所述测光资料至少为完整一年的逐时时间序列数据，以及所述光资源获取模块还包括修正子模块，用于对输入的测光资料和参证气象站资料进行检验和修正。

[0008] 根据本发明的一个方面，所述光场布置模块用于根据从所述光资源获取模块获得的基础资料数据库、所述设备数据库以及设置的太阳倍数获得初步光场布置具体包括：从所述基础资料数据库中获取光场所在地春分日中午12:00的太阳直接辐射值x；获取选择的汽轮机的额定功率a与效率b；获取预设的整场分区数c、每个集热回路的集热单元数量d，每个集热单元开口面积e；获取集热槽角度；根据光场所在地的经纬度坐标，光资源获取模块中的时间序列数据，计算当地太阳时与真空集热管的入射角；在考虑真空集热管光学效率、集热槽入射角修正系数、阴影因子和真空集热管尾端损失的基础上，计算光场效率y，根据所述太阳直接辐射值x乘以所述光场效率y，得到光场理论热功率输出x*y；按照集热管热损失与环境温度、风速的关系曲线，获得集热管热损失z；通过光场理论热功率输出减去集热管热损失z，得到光场热输出功率x*y-z，于是所需的集热总回路数M被确定为：M＝(a*s)/(b*(x*y-z)*d*e)；每个分区需要的回路数N为：N＝M/c。

[0009] 根据本发明的一个方面，所述储能选择与发电计算模块用于根据设置的储能时间、汽轮机的额定输入热功率以及换热器的效率，获得储能容量与储罐直径以选择储能设备具体包括：获取光场布置模块额定点的入口导热油温度T1、出口温度T2、热罐熔盐密度p、热罐熔盐比热q、储罐高度i、确定储罐对数j、储罐底部最少熔盐厚度k：获得储热热容6
量Q＝(a*t)/b；获得储能容量V＝Q*3.6*10/(p*q*(T2-T1)*h)；获得储罐直径D＝2*(V/
0.5
(3.14*j*(i-k))) ；其中，t为储能时间、汽轮机的额定输入热功率为a/b、换热器的效率为h。

[0010] 根据本发明的一个方面，所述优化设计模块以年总发电量为目标选择最终的光场布置。

[0011] 根据本发明的一个方面，所述优化设计模块以年平均度电成本最小或项目总净现值最大为目标选择最终的光场布置。

[0012] 根据本发明的一个方面，还提出了一种槽式太阳能光热电站设计与优化方法，所述槽式太阳能光热电站设计与优化方法包括光资源获取步骤、光场布置步骤、储能选择与发电计算步骤、发电量获取步骤、以及优化设计步骤；其中：所述光资源获取步骤中，输入已做工程的测光资料与参证气象站资料，形成基础资料数据库；所述光场布置步骤中，建立包含多种集热槽、多种真空集热管、以及多种导热油的设备数据库，并根据从所述光资源获取步骤获得的基础资料数据库、所述设备数据库以及设置的太阳倍数获得初步光场布置；所述储能选择与发电计算步骤中，根据设置的储能时间、汽轮机的额定输入热功率以及换热器的效率，获得储能容量与储罐直径以选择储能设备，并根据所述初步光场布置以及管道的热损失，获得电站逐时理论输出发电功率；所述发电量获取步骤中，根据所述电站逐时理论输出发电功率以及电站各个设备的电能损失，得到电站逐时实际输出发电功率及年总发电量；所述优化设计步骤中，调整所述光场布置步骤中设置的所述太阳倍数以及所述储能选择与发电计算步骤中设置的所述储能时间，并根据所述发电量获取步骤获取的与各个太阳倍数和储能时间对应的年总发电量，选择最终的光场布置。

[0013] 根据本发明的一个方面，所述方法还包括测算步骤，在所述测算步骤中，根据通过光场布置步骤获得的光场布置、通过储能选择与发电计算步骤中选择的储能设备以及通过发电量获取步骤获得的年总发电量，获得年平均度电成本或项目总净现值；在所述优化设计步骤中，调整所述光场布置步骤中设置的所述太阳倍数以及所述储能选择与发电计算步骤中设置的所述储能时间，并根据所述测算步骤获取的与各个太阳倍数和储能时间对应的年平均度电成本或项目总净现值，选择最终的光场布置。

[0014] 根据本发明的一个方面，所述方法还包括报告输出步骤，在所述报告输出步骤中，自动输出槽式太阳能光热电站设计与优化报告。

[0015] 根据本发明的一个方面，所述测光资料至少为完整一年的逐时时间序列数据，以及所述光资源获取步骤还包括修正子步骤，在所述修正子步骤中，对输入的测光资料和参证气象站资料进行检验和修正。

[0016] 根据本发明的一个方面，所述光场布置步骤中，根据从所述光资源获取步骤获得的基础资料数据库、所述设备数据库以及设置的太阳倍数获得初步光场布置具体包括：从所述基础资料数据库中获取光场所在地春分日中午12:00的太阳直接辐射值x；获取选择的汽轮机的额定功率a与效率b；获取预设的整场分区数c、每个集热回路的集热单元数量d，每个集热单元开口面积e；获取集热槽角度；根据光场所在地的经纬度坐标，光资源获取步骤中的时间序列数据，计算当地太阳时与真空集热管的入射角；在考虑真空集热管光学效率、集热槽入射角修正系数、阴影因子和真空集热管尾端损失的基础上，计算光场效率y，根据所述太阳直接辐射值x乘以所述光场效率y，得到光场理论热功率输出x*y；按照集热管热损失与环境温度、风速的关系曲线，获得集热管热损失z；通过光场理论热功率输出减去集热管热损失z，得到光场热输出功率x*y-z，于是所需的集热总回路数M被确定为：M＝(a*s)/(b*(x*y-z)*d*e)；每个分区需要的回路数N为：N＝M/c。

[0017] 根据本发明的一个方面，所述储能选择与发电计算步骤中，根据设置的储能时间、汽轮机的额定输入热功率以及换热器的效率，获得储能容量与储罐直径以选择储能设备具体包括：获取光场布置步骤额定点的入口导热油温度T1、出口温度T2、热罐熔盐密度p、热罐熔盐比热q、储罐高度i、确定储罐对数j、储罐底部最少熔盐厚度k：获得储热热容量6
Q＝(a*t)/b；获得储能容量V＝Q*3.6*10/(p*q*(T2-T1)*h)；获得储罐直径D＝2*(V/
0.5
(3.14*j*(i-k))) ；其中，t为储能时间、汽轮机的额定输入热功率为a/b、换热器的效率为h。

[0018] 根据本发明的一个方面，所述优化设计步骤中，以年总发电量为目标选择最终的光场布置。

[0019] 根据本发明的一个方面，所述优化设计步骤中，以年平均度电成本最小或项目总净现值最大为目标选择最终的光场布置。

附图说明

[0020] 图1示出了根据本发明一个实施例的槽式太阳能光热电站设计与优化系统的模块图；

[0021] 图2示出了根据本发明另一实施例的槽式太阳能光热电站设计与优化系统的模块图。

具体实施方式

[0022] 如图1，2所示，本发明提出的槽式太阳能光热电站设计与优化系统包括光资源获取模块1、光场布置模块2、储能选择与发电计算模块3、发电量获取模块4、测算模块5、优化设计模块6、以及报告与输出模块7中的一个或多个模块。下面，对上述各个模块进行详细描述。

[0023] 光资源获取模块1，用于输入已做工程的测光资料与参证气象站资料，形成基础资料数据库。所述测光资料主要包括测光时间(年、月、日、时、分钟)，太阳总辐射，太阳直接辐射(DNI)，太阳散射辐射，干球温度，露点温度，相对湿度，气压，风速，风向等，所述测光资料至少为完整一年8760h的逐时时间序列数据。

[0024] 根据本发明的一个实施例，所述光资源获取模块1还包括修正子模块，用于对输入的测光资料和参证气象站资料进行检验和修正。所述修正子模块还用于根据修正结果进行统计分析，生成光资源分析图表。

[0025] 所述检验和修正包括对不合理数据和缺测数据的处理，例如将太阳辐射观测数据进行完整性和合理性检验后，对其中不合理和缺测的数据进行修正，并补充完整。具体的：

[0026] (1)对于非连续或连续不合理或缺测数据，根据其他可供参考的同期记录数据(距离较近辐射仪或较近气象站)分析处理后(利用相关关系)，可填补无效或缺测的数据。

[0027] (2)对于非连续不合理或缺测数据，可用相邻数据(相邻天同时段或相邻小时数据)进行替换填补无效或缺测的数据。

[0028] 根据本发明的一个实施例，所述光资源获取模块1还包括分析子模块，用于进行测光资料与参证气象站资料的典型年分析。

[0029] 根据本发明的一个实施例，所述光资源获取模块1还包括报告生成子模块，用于例如按照《光伏发电站设计规范》(GB50797－2012)，生成光资源分析报告。

[0030] 光场布置模块2，用于建立包含多种集热槽、多种真空集热管、以及多种导热油的设备数据库，并从所述数据库中进行选择以获得初步光场布置。其中，在进行光场布置时，所述光场布置模块提供从所述数据库中选择不同类型(例如不同厂家)产品的接口，并显示对应产品的特性表。所述光场布置，可以通过光场布置模块提供的接口进行手动布置，也可以通过太阳倍数(假设为s)等参数自动布置。下面对自动布置进行详细说明。

[0031] 从光资源获取模块1的基础资料数据库中获取光场所在地春分日中午12:00的DNI值(假设为x)；获取选择的汽轮机的额定功率(假设为a)与效率(假设为b)，这些数据可从汽轮机制造厂家给定的数据中获取；获取预设的整场分区数(假设为c)、每个回路的集热单元数量(假设为d)，每个集热单元开口面积(假设为e)，这些数据可以根据实际需求预先设置在系统中；获取集热槽角度，一般倾角、方位角均可选为0度；

[0032] 根据光场所在地的经纬度坐标，光资源获取模块1中的时间序列数据，计算当地太阳时(太阳时是指以太阳日为标准来计算的时间；真太阳时要求每天的中午12点，太阳处在头顶最高)与真空集热管的入射角；在考虑真空集热管光学效率、集热槽入射角修正系数、阴影因子和真空集热管尾端损失的基础上，计算光场效率(假设为y，y可为各项系数相乘所得的结果，本领域技术人员可根据需要进行各项参数的选择，这里不赘述)，将所述DNI值乘以所述光场效率，得到光场理论热功率输出(计算为xy)。按照集热管热损失与环境温度、风速的关系曲线，计算集热管热损失(假设为z)；通过光场理论热功率输出减去集热管热损失，得到光场热输出功率(计算为xy-z)。

[0033] 假设所需的集热总回路(loops)数为M(确定回路数就可确定光场布置形式)：

[0034] M＝(a*s)/(b*(x*y-z)*d*e)

[0035] 每个分区需要的回路数，设为N：

[0036] N＝M/c

[0037] 储能选择与发电计算模块3，用于根据储能时间(设为t)、汽轮机的额定输入热功率(a/b)，并考虑换热器的效率(设为h)，计算储能容量与储罐直径以选择储能设备。在一个实施例中，所述储能选择与发电计算模块3还用于按照槽式太阳能电站运行规程给定不同工况下的储能系统充热放热的控制策略。

[0038] 下面对储能容量与储罐直径的计算进行详细说明：

[0039] 获取光场布置模块额定点的入口导热油温度为T1、出口温度为T2、热罐熔盐密度(根据温度查熔盐性能表)为p、热罐熔盐比热(根据温度查熔盐性能表)q、储罐高度为i、确定储罐对数为j、储罐底部最少熔盐厚度为k：

[0040] 计算出储热热容量Q＝(a*t)/b

[0041] 储能容量计算公式V＝Q*3.6*106/(p*q*(T2-T1)*h)

[0042] 储罐直径计算公式D＝2*(V/(3.14*j*(i-k)))0.5

[0043] 所述储能选择与发电计算模块3，还用于计算不同管道(输送导热油的管道)的热损失，例如可依据按照《火力发电厂保温油漆设计规程》进行计算。将光场布置模块2中得到的光场热输出功率(xy-z)，减去不同管道的热损失(设为g)，得到光场净热量输出功率(xy-z-g)；根据厂家给出的汽轮机的不同工况下的出力，并考虑温度变化对汽轮机出力的影响，按照实际热量-功率输出曲线计算电站逐时理论输出发电功率。

[0044] 发电量获取模块4，用于获取各项电能损失，将储能选择与发电计算模块3中计算得到的电站逐时理论输出发电功率，减去各项电能损失，得到电站逐时实际输出发电功率及年总发电量。所述获取各项电能损失具体为根据厂家给出的不同工况下的耗电曲线，获取导热油主泵、导热油循环泵、光场跟踪与控制、导热油加热器、储能吸热泵与放热泵、发电单元给水泵、凝结水泵、冷却系统及其他的电能损失。

[0045] 在图1所示的实施例中，优化设计模块6，用于储存通过发电量获取模块4获得的年总发电量，并调整不同太阳倍数与储能时间的组合，将调整后的太阳倍数与储能时间分别发送至光场布置模块2和储能选择与发电计算模块3，储存通过发电量获取模块4获得的新的年总发电量，以此类推，以年总发电量最大为目标得出相应的太阳倍数与储能时间，并以此获得相应的光场布置以及储能设备选择。具体的，例如，所述储能时间为4h、5h、6h、8h、10h等(5种选择)；太阳倍数为1、2、2.5、3、3.5、4等(6种选择)；排列组合为5*6＝30种选择，这些参数可预先设置在优化设计模块6中。

[0046] 根据本发明的一个实施例，还包括报告输出模块7，用于按照规程规范要求，输出年发电量、月发电量、典型日(春分日、夏至日、秋分日、冬至日)发电曲线、光场布置、太阳倍数与储能时间的优化曲线等，并按照具体格式要求自动输出槽式太阳能光热电站设计与优化报告。

[0047] 对于光场布置的设计与优化，还可选择其他目标，例如根据发电成本或项目总净现值来选择光场布置。因此，在图2所示的实施例中，还包括测算模块5，用于根据通过光场布置模块2获得的光场布置、通过储能选择与发电计算模块3中选择的储能设备、通过发电量获取模块4获得的年总发电量，获得年平均度电成本或项目总净现值。电站的总成本包括：(1)直接成本，涉及土地平整费用(与光场面积成正比)、光场费用(与光场面积成正比)、导热油系统费用(与光场面积成正比)、储能费用(与储能容量成正比)、发电系统费用(与汽轮机额定功率成正比)、辅机费用(与汽轮机额定功率成正比)、备用系统费用(与汽轮机额定功率成正比)。(2)间接成本，涉及土地费用(与占地面积成正比)、电站设计与建设成本(一般取直接成本的20％～25％)。(3)运行与维护成本，一般分为固定运行与维护费用(与电站额定功率成正比)、固定运行与维护费用(与电站发电量成正比)。通过输入上网电价、贷款利率、所得税率、分析年限、折旧率、通货膨胀率、保险费率等，按照我国会计原则计算年平均度电成本与项目总净现值。

[0048] 在这种情况下，所述优化设计模块6用于以年平均度电成本最小或项目总净现值最大优化光场布置，具体的，考虑不同太阳倍数与储能时间的组合，重新执行模块2至模块5，得到新的年平均度电成本或项目总净现值。选择年平均度电成本最小或项目总净现值最大时对应的太阳倍数与储能时间，作为电站的最优设计参数，并自动更改光场布置模块2中的光场布置。

[0049] 此外，本发明还提出一种槽式太阳能光热电站设计与优化方法，用于实现上述槽式太阳能光热电站设计与优化系统的功能，包括对应于光资源获取模块1、光场布置模块2、储能选择与发电计算模块3、发电量获取模块4、测算模块5、优化设计模块6、以及报告与输出模块7的光资源获取步骤、光场布置步骤、储能选择与发电计算步骤、发电量获取步骤、测算步骤、优化设计步骤、以及报告与输出步骤中的一者或多者。由于这些步骤与所对应的模块输入输出关系以及功能一致，这里不再赘述。

[0050] 由此可见，本发明提出的槽式太阳能光热电站设计与优化方案，集成了大量用于实际光热电站设计的设备，以及气象基础数据和设计经验参数，且光热电站光资源数据与设计参数也能为将来的光热电站设计项目直接参考使用；同时，该系统能自动进行光热电站优化设计，选择最优不同太阳倍数与储能时间，进行光场最优布置，并按照具体格式要求自动输出槽式太阳能光热电站设计与优化报告。该系统科学优化设计槽式太阳能光热电站，较大地提高了设计水平，并节省了光热电站设计的时间，加快了工程建设的速度。

[0051] 本发明所提出的上述实施方式仅为示例性的，并不作为对本发明保护范围的限制，上述各个模块可通过现有的计算机领域的常用技术(软件、硬件或固件等)以及风电场领域的常用技术实现，这里不再赘述，本领域技术人员可使用这些技术对本发明做出修改，以适应各种具体的实际情况，这些修改也落入本发明的保护范围内。

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槽式太阳能光热电站设计与优化系统与方法

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