太阳能热与燃煤电站互补发电技术综述

侯宏娟; 张楠; 丁泽宇

doi:10.13226/j.issn.1006-6772.RE22062701

摘要：太阳能热与燃煤电站互补发电(SAPG)系统作为一种新型互补发电技术,在减少燃煤电站CO2排放的同时,可降低光热发电成本,近年来备受关注.首先,基于槽式和塔式太阳能集热场工作原理和运行特点,总结了槽式和塔式太阳能集热场与燃煤机组集成时的多种耦合方案,并对不同耦合方案下系统的集成原理进行分析.因塔式太阳能集热场换热介质的工作温度较高,与燃煤机组的集成部位既可在回热系统侧,也可在锅炉侧,槽式太阳能集热场换热介质工作温度较低,与燃煤机组集成多在回热系统侧.其次,总结了 SAPG系统热力性能研究进展,目前针对SAPG系统热力性能的研究多集中在静态性能方面,动态性能分析较少.静态性能分析主要包括设计工况、变工况下系统光电转换效率、太阳能发电功率等性能指标以及蓄热系统对SAPG系统运行影响等.结果表明,无论在何种工况下,SAPG系统中的光电转换效率均明显高于纯光热系统;动态性能分析主要研究太阳辐照强度实时变化、系统云遮等工况下,SAPG系统在一段时间内的参数变化规律,分析太阳辐照扰动对系统运行稳定性、安全性的影响,并制定SAPG系统的运行控制策略.然后,论述了 SAPG系统经济性能,经计算,SAPG系统发电成本约0.66元/kWh.对于太阳能贡献度的计算,分析热量比例分配法、抽汽做功能力法、热经济成本法和太阳能贡献度解析算法4种方法,其中太阳能贡献度解析法和热经济成本法不仅考虑了能量、品位,还兼顾太阳热能在系统中的不等价特性,是2种相对准确的太阳能贡献度计算方法.目前SAPG电站的实际工程较少,且多分布在国外,国内仅有大唐天威嘉峪关10 MW槽式光煤互补项目和山西国金2个实际工程项目,实际运行数据及经验相对较少.最后,基于目前SAPG系统研究现状,提出太阳能与燃煤机组互补发电技术未来可能的发展方向,即寻求提升燃煤机组深度调峰能力的SAPG耦合方案、挖掘SAPG系统的热电联供技术将成为SAPG技术重点研究课题.