槽式光熱電站發(fā)電模式運(yùn)行切換探索

國家電投集團(tuán)河北電力有限公司張家口分公司 河北 張家口 075000

引言

在太陽能利用中，可以使用太陽能電池板，將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，也可以將太陽能有效聚集，通過熱的方式對(duì)外做功，推動(dòng)汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)光-熱-電的轉(zhuǎn)化。槽式光熱電站建設(shè)對(duì)于外界環(huán)境要素的要求較高。在使用階段，需要技術(shù)人員提高重視，有效提升當(dāng)前機(jī)組運(yùn)行的安全性。

1 槽式光熱電站發(fā)電模式概述

發(fā)電模式主要是如何實(shí)現(xiàn)太陽能的有效利用，在使用階段，技術(shù)人員需要發(fā)揮自身重要作用，重視對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行情況的觀察，采取有效措施，避免在發(fā)電機(jī)組使用階段出現(xiàn)異常，嚴(yán)重影響當(dāng)前發(fā)電設(shè)備運(yùn)行。其中發(fā)電模式切換是指在外部因素發(fā)生較大變化后，需要采取有效的管理措施，以便于該設(shè)備能夠正常運(yùn)行。在使用階段，槽式光熱電站存在多種運(yùn)行方式，能夠適應(yīng)不同的外部環(huán)境，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能的有效利用。在這里簡要介紹四種常見的發(fā)電模式，其中第一種是太陽島獨(dú)立發(fā)電模式，在這種發(fā)電模式下，太陽島的集熱僅僅能夠滿足發(fā)電的需求，能夠完成常規(guī)發(fā)電工作。第二種是太陽島的儲(chǔ)熱運(yùn)行模式，在這一階段，需要發(fā)電機(jī)組工作人員按照電網(wǎng)指令的要求，完成儲(chǔ)熱工作。第三種是太陽島發(fā)電與儲(chǔ)熱共同運(yùn)行的模式，在這一階段，由于太陽能較為充足，能夠滿足發(fā)電與儲(chǔ)熱的需求。第四種是太陽島與加熱爐聯(lián)合運(yùn)行的模式，在這種模式下，由于外界環(huán)境的突變，造成系統(tǒng)系數(shù)發(fā)生較大的改變，需要技術(shù)人員發(fā)揮自身重要作用，逐步建立起穩(wěn)定的發(fā)電狀態(tài)。

2 常見的發(fā)電模式切換方式

2.1 正常模式下的切換 太陽能會(huì)隨著時(shí)間的推移而發(fā)生變化，在外界天氣正常的情況下，早上的太陽能輻射量較小，并且不斷增加，在中午階段，該數(shù)值會(huì)增加到最大值，在隨后的時(shí)間里，太陽能直接輻射量會(huì)逐步降低。在這一階段，正常模式下的切換，主要根據(jù)太陽能直接輻射量的變化，在外界太陽能輻射達(dá)到一定數(shù)值后，槽式光熱電站的使用會(huì)發(fā)生一定的變化[1]。

圖1 光照設(shè)備負(fù)荷變化圖

例如:在某處槽式光熱電站運(yùn)行階段，隨著太陽能的直接輻射量不斷提高，鏡場的導(dǎo)熱介質(zhì)溫度會(huì)不斷提高，當(dāng)該設(shè)備能夠完成發(fā)電工作時(shí)，需要切換到太陽能與儲(chǔ)熱聯(lián)合發(fā)電的模式。隨著時(shí)間的推移，太陽能直接輻射量大于550W/m2，能夠自行承擔(dān)發(fā)電需求，在這一階段，整體設(shè)備改變了運(yùn)行模式，切換為獨(dú)立發(fā)電模式。當(dāng)直接輻射量大于獨(dú)立發(fā)電的需求后，需要將部分熱量運(yùn)輸?shù)絻?chǔ)熱設(shè)備中，在這一階段發(fā)電與儲(chǔ)熱設(shè)備共同運(yùn)行。隨著集熱器跟蹤角度接近155°時(shí)，該設(shè)備會(huì)再次調(diào)整當(dāng)前發(fā)電模式，適應(yīng)太陽能直接輻射量的變化，實(shí)現(xiàn)資源的有效利用。

2.2 特殊工況下的切換 特殊工況下的切換，主要是考慮當(dāng)前設(shè)備使用階段出現(xiàn)的一些異常天氣情況。目前，我國槽式光熱電站建設(shè)中，主要是建立于干旱少雨的位置，能夠充分利用太陽能，實(shí)現(xiàn)對(duì)清潔能源的有效獲取。在這種地理環(huán)境下，沙塵天氣的出現(xiàn)較為頻繁，會(huì)影響當(dāng)前的光照，造成設(shè)備工作環(huán)境異常，需要采取有效的處理措施，確保介質(zhì)在使用階段，能夠安全穩(wěn)定運(yùn)行。

3 影響模式切換的重要因素分析

3.1 電網(wǎng)調(diào)度因素 隨著電網(wǎng)需求發(fā)生變化后，要求槽式光熱電站汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行，在這一時(shí)間段，技術(shù)人員需要綜合調(diào)控相關(guān)設(shè)備，確保該設(shè)備能夠正常運(yùn)行。在使用階段，技術(shù)人員應(yīng)該重視調(diào)節(jié)導(dǎo)熱介質(zhì)，為汽輪機(jī)變負(fù)荷運(yùn)行做好調(diào)節(jié)工作。技術(shù)人員結(jié)合當(dāng)前設(shè)備與外界環(huán)境等因素，合理調(diào)整切換策略，以便于當(dāng)前設(shè)備能夠正常運(yùn)行。

3.2 設(shè)備故障因素 在設(shè)備使用階段，由于設(shè)備故障，造成當(dāng)前設(shè)備在使用階段，會(huì)出現(xiàn)一定的異常現(xiàn)象。在處理設(shè)備故障時(shí)，需要技術(shù)人員重視對(duì)熱電站發(fā)電的調(diào)節(jié)，并且向電網(wǎng)控制部門有效申請(qǐng)，制定較為細(xì)致的維修計(jì)劃，確定切換的時(shí)間，進(jìn)一步提高整體發(fā)電裝置的安全性，按照預(yù)期的要求，對(duì)出現(xiàn)故障的設(shè)備進(jìn)行維修，從而提高維修工作質(zhì)量。

3.3 氣候因素 隨著不同季節(jié)的變化，周邊天氣會(huì)發(fā)生較大的變化，太陽能直接輻射量會(huì)呈現(xiàn)周期性變化。技術(shù)人員需要結(jié)合不同的氣候因素，確定發(fā)電站的切換時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能的有效獲取。在使用階段，技術(shù)人員重視對(duì)設(shè)備運(yùn)行狀況的分析，結(jié)合過往天氣變化的特點(diǎn)，準(zhǔn)確把握切換發(fā)電模式的時(shí)間，從而提高設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)效率，確保該設(shè)備能夠順利進(jìn)行。在使用階段，往往會(huì)出現(xiàn)一定的異常氣候，在這種情況下，技術(shù)人員需要發(fā)揮自身重要作用，及時(shí)對(duì)發(fā)電工作進(jìn)行調(diào)整，確保該設(shè)備能夠正常運(yùn)行，避免在使用階段，由于外界環(huán)境的變化，造成發(fā)電機(jī)組設(shè)備異常，甚至?xí)霈F(xiàn)停運(yùn)等風(fēng)險(xiǎn)，對(duì)于槽式光熱發(fā)電設(shè)備的正常運(yùn)行產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。氣候因素是影響光熱發(fā)電設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要因素，技術(shù)人員需要做好調(diào)節(jié)工作，做好發(fā)電模式切換工作[2]。

3.4 控制策略因素 目前，槽式光熱電站在使用階段，需要確定切換負(fù)荷與時(shí)間等因素，重視對(duì)發(fā)電設(shè)備的監(jiān)督與管理，從而提高發(fā)電設(shè)備工作效率，按照控制策略的調(diào)整要求，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同運(yùn)行模式的切換，降低安全事故的發(fā)生概率，進(jìn)一步提高發(fā)電設(shè)備的性能。在使用階段，技術(shù)人員需要關(guān)注各種可能出現(xiàn)的異常狀況，避免當(dāng)前發(fā)電設(shè)備在使用階段，存在較大的安全隱患。

結(jié)論

總而言之，在使用階段，技術(shù)人員需要重視對(duì)發(fā)電模式的切換，以適應(yīng)不同外界條件的變化。隨著相關(guān)技術(shù)的不斷成熟，能夠有效利用太陽能熱力資源，便于該設(shè)備能夠正常運(yùn)行，為我國能源結(jié)構(gòu)調(diào)整作出貢獻(xiàn)。