本實(shí)用新型總地涉及能源領(lǐng)域，且更具體地涉及一種光熱發(fā)電系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

風(fēng)能發(fā)電的特點(diǎn)是在負(fù)荷低谷的時(shí)候發(fā)電能力比較強(qiáng)，但用戶在負(fù)荷低谷并無(wú)旺盛的需求，而現(xiàn)階段又沒(méi)有大容量的蓄能設(shè)備，因此產(chǎn)生棄風(fēng)。

造成風(fēng)能發(fā)電“棄風(fēng)”原因主要有四個(gè)方面的原因：

一、風(fēng)電場(chǎng)的規(guī)劃與電網(wǎng)的規(guī)劃在某種程度上出現(xiàn)了不協(xié)調(diào)，風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)速度和整個(gè)電網(wǎng)特別是送出工程建設(shè)有不同步問(wèn)題，影響了風(fēng)電場(chǎng)的正常運(yùn)行。

二、由于當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)發(fā)展、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的原因，風(fēng)電不能在當(dāng)?shù)赝耆?，所以有一部分電要送出?lái)。那么在送出來(lái)的過(guò)程當(dāng)中，送出輸電線路能力的不足也影響了送出。

三、風(fēng)電本身具有不確定性，也有間歇性，其運(yùn)行需要電網(wǎng)做好配合，即需要做好調(diào)峰。有一些地方，電網(wǎng)調(diào)峰能力不足，特別是三北地區(qū)，例如華北、東北、西北等地在冬季要進(jìn)行供暖，這需要首先要保證供暖機(jī)組的運(yùn)行，而這導(dǎo)致調(diào)峰出現(xiàn)問(wèn)題，在運(yùn)行方式不允許的情況下，也導(dǎo)致棄風(fēng)。

四、整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)運(yùn)行的機(jī)制政策上還需要進(jìn)一步的完善。

據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)部分省市風(fēng)電棄風(fēng)達(dá)20％左右，“三北”(東北、華北和西北)一些風(fēng)資源豐富的地區(qū)或超過(guò)30％，直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)近百億元。

而光熱發(fā)電負(fù)荷主要集中在白天，通過(guò)蓄熱裝置，夜晚汽輪發(fā)電機(jī)組可低負(fù)荷運(yùn)行，如果要夜晚也滿負(fù)荷發(fā)電，就需要增加鏡場(chǎng)和蓄熱裝置的投資或通過(guò)增加燃料如煤、天然氣等非可再生資源來(lái)增加汽輪機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率和滿負(fù)荷率。

現(xiàn)有技術(shù)采用風(fēng)光電互補(bǔ)的方式解決風(fēng)電波動(dòng)造成對(duì)電網(wǎng)的沖擊，其技術(shù)方案為風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電分別通過(guò)相應(yīng)控制器把直流功率直接供給蓄電池組充電，然后通過(guò)逆變器并網(wǎng)后送至電網(wǎng)。這樣可以彌補(bǔ)了獨(dú)立發(fā)電的不足，有效地降低各自獨(dú)立運(yùn)行時(shí)輸電功率的波動(dòng)性，減少部分棄風(fēng)或棄光。

但是，現(xiàn)有的風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)雖然可以解決部分棄風(fēng)，但是也會(huì)電網(wǎng)產(chǎn)生一些不良影響，如孤島效應(yīng)、諧波污染等，另外也無(wú)法解決三北地區(qū)在冬季供暖電網(wǎng)調(diào)峰時(shí)的棄風(fēng)問(wèn)題。

因此，需要提供一種光熱發(fā)電系統(tǒng)，以至少部分地解決上面提到的問(wèn)題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為至少部分地解決上述技術(shù)問(wèn)題，根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種光熱發(fā)電系統(tǒng)，其特征在于，包括：

風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置，所述風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能；

控制器，所述控制器與所述風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置連接，并與電網(wǎng)連接；

電加熱裝置，所述控制器選擇性地將所述風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生的所述電能供應(yīng)至所述電加熱裝置；

光熱轉(zhuǎn)換裝置，所述光熱轉(zhuǎn)換裝置用于將光能轉(zhuǎn)換為熱能；

儲(chǔ)熱裝置，所述儲(chǔ)熱裝置中容納有介質(zhì)，并且所述儲(chǔ)熱裝置與所述光熱轉(zhuǎn)換裝置能夠熱交換，所述介質(zhì)由所述電加熱裝置加熱并且/或者由來(lái)自所述光熱轉(zhuǎn)換裝置的所述熱能加熱，以產(chǎn)生蒸汽；

汽輪發(fā)電裝置，所述汽輪發(fā)電裝置與所述儲(chǔ)熱裝置和所述電網(wǎng)連接，以接收來(lái)自所述儲(chǔ)熱裝置的所述蒸汽并產(chǎn)生用于傳輸至所述電網(wǎng)的電能。

可選地，所述汽輪發(fā)電裝置包括發(fā)電機(jī)以及與所述發(fā)電機(jī)連接的汽輪機(jī)或抽汽式機(jī)組。

可選地，還包括與所述汽輪發(fā)電裝置連接的蒸汽產(chǎn)生裝置，所述蒸汽產(chǎn)生裝置用于產(chǎn)生蒸汽。

可選地，所述蒸汽產(chǎn)生裝置包括燃?xì)忮仩t、燃煤鍋爐和生物質(zhì)鍋爐中的至少一種。

可選地，所述控制器經(jīng)由變壓器與所述電網(wǎng)連接，以用于將所述風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生的電能升壓。

可選地，所述汽輪發(fā)電裝置經(jīng)由升壓站與所述電網(wǎng)連接，以用于將所述汽輪發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能升壓。

可選地，所述光熱轉(zhuǎn)換裝置包括延伸進(jìn)入所述儲(chǔ)熱裝置的所述介質(zhì)中的集熱管。

可選地，所述汽輪發(fā)電裝置具有延伸進(jìn)入所述儲(chǔ)熱裝置的所述介質(zhì)中的管路，以使得所述汽輪發(fā)電裝置產(chǎn)生的水能夠經(jīng)由所述管路被所述儲(chǔ)熱裝置加熱為蒸汽。

可選地，所述控制器根據(jù)所述風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置產(chǎn)生的所述電能是否符合電網(wǎng)要求和/或所述電網(wǎng)是否允許并網(wǎng)發(fā)電而選擇性地供應(yīng)所述電能。

根據(jù)本實(shí)用新型的光熱發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置通過(guò)控制器判斷符合條件時(shí)，能夠直接通過(guò)變壓器輸送至電網(wǎng)并網(wǎng)后送至用戶，如果風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置發(fā)出的電不符合電網(wǎng)的要求時(shí)或在電網(wǎng)限制風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，將風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置發(fā)出的電通過(guò)電加熱裝置加熱儲(chǔ)熱裝置內(nèi)的介質(zhì)，從而將風(fēng)能轉(zhuǎn)換的電能參與到光熱發(fā)電過(guò)程中。可以減少大部分棄風(fēng)，將棄風(fēng)期間的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為熱能，最終再轉(zhuǎn)換為電能，并且不額外增加風(fēng)能發(fā)電和光熱發(fā)電的投資。

附圖說(shuō)明

為了使本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)更容易理解，將通過(guò)參考在附圖中示出的具體實(shí)施例更詳細(xì)地描述上文簡(jiǎn)要描述的本實(shí)用新型?？梢岳斫膺@些附圖只描繪了本實(shí)用新型的典型實(shí)施例，因此不應(yīng)認(rèn)為是對(duì)其保護(hù)范圍的限制，通過(guò)附圖以附加的特性和細(xì)節(jié)描述和解釋本實(shí)用新型。

圖1為本實(shí)用新型的光熱發(fā)電系統(tǒng)的一種實(shí)施方式的示意圖。

附圖標(biāo)記說(shuō)明：

1： 風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置 2： 控制器

3： 變壓器 4： 電網(wǎng)

5： 用戶 6： 光熱轉(zhuǎn)換裝置

7： 儲(chǔ)熱裝置 8： 電加熱裝置

9： 汽輪機(jī) 10： 發(fā)電機(jī)

11： 升壓站

具體實(shí)施方式

在下文的討論中，給出了細(xì)節(jié)以便提供對(duì)本實(shí)用新型更為徹底的理解。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以了解，本實(shí)用新型可以無(wú)需一個(gè)或多個(gè)這些細(xì)節(jié)而得以實(shí)施。在特定的示例中，為了避免與本實(shí)用新型發(fā)生混淆，對(duì)于本領(lǐng)域公知的一些技術(shù)特征未進(jìn)行詳盡地描述。需要說(shuō)明的是，本文中所使用的術(shù)語(yǔ)“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”以及類似的表述只是為了說(shuō)明的目的，并非限制。

如圖1所示，本實(shí)用新型提供了一種光熱發(fā)電系統(tǒng)，其包括風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1、控制器2、電加熱裝置8、光熱轉(zhuǎn)換裝置6、儲(chǔ)熱裝置7和汽輪發(fā)電裝置。

其中，風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1用于將風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能。控制器2與風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1連接，并與電網(wǎng)4連接?？刂破?選擇性地將風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1產(chǎn)生的電能供應(yīng)至電加熱裝置8。光熱轉(zhuǎn)換裝置6用于將光能轉(zhuǎn)換為熱能。

儲(chǔ)熱裝置7中容納有介質(zhì)(例如，水)，并且光熱轉(zhuǎn)換裝置6的熱能可以被輸送到儲(chǔ)熱裝置7，例如通過(guò)光熱轉(zhuǎn)換裝置6中的介質(zhì)(溫度較高) 與儲(chǔ)熱裝置7中的介質(zhì)(溫度較低)之間的熱交換，使得儲(chǔ)熱裝置7中的介質(zhì)由電加熱裝置8加熱并且/或由來(lái)自光熱轉(zhuǎn)換裝置6的熱能加熱，以產(chǎn)生蒸汽。

汽輪發(fā)電裝置與儲(chǔ)熱裝置7和電網(wǎng)4連接，以接收來(lái)自儲(chǔ)熱裝置7的蒸汽并產(chǎn)生用于傳輸至電網(wǎng)4的電能。汽輪發(fā)電裝置包括發(fā)電機(jī)10以及與發(fā)電機(jī)10連接的汽輪機(jī)9或抽汽式機(jī)組。

繼續(xù)參照?qǐng)D1，控制器2可以根據(jù)例如風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1產(chǎn)生的電能是否符合電網(wǎng)4要求和/或電網(wǎng)4是否允許并網(wǎng)發(fā)電而選擇性地供應(yīng)電能。

由此，當(dāng)控制器2判斷風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1發(fā)出的電能夠如果可以并網(wǎng)，那么該風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1發(fā)出的電通過(guò)控制器2送至變壓器3，隨后升壓后通過(guò)電網(wǎng)4可送至客戶處。

當(dāng)如果風(fēng)力發(fā)出的電因各種原因不能并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，該風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1 發(fā)出的電能通過(guò)控制器2送至安裝在儲(chǔ)熱裝置7內(nèi)的電加熱裝置8，以加熱儲(chǔ)熱裝置7的介質(zhì)(例如水)，從而將電能轉(zhuǎn)換為熱能。

光熱發(fā)電的流程是，諸如鏡場(chǎng)的光熱轉(zhuǎn)換裝置6吸收太陽(yáng)光，并將光熱轉(zhuǎn)換裝置6的集熱管中的介質(zhì)加熱，之后集熱管中的介質(zhì)通過(guò)第一循環(huán)管線被輸送至儲(chǔ)熱裝置7，與儲(chǔ)熱裝置7內(nèi)的介質(zhì)發(fā)生熱交換，以對(duì)儲(chǔ)熱裝置7中的介質(zhì)加熱。

而儲(chǔ)熱裝置7中的介質(zhì)通過(guò)第二循環(huán)管線將來(lái)自汽輪機(jī)9(汽機(jī)房) 的水加熱成過(guò)熱蒸汽，并輸送回汽輪機(jī)9，以推動(dòng)發(fā)電機(jī)10發(fā)電。之后發(fā)電機(jī)10的電能被輸送送至變電站，并網(wǎng)后通過(guò)電網(wǎng)4送至用戶5。從而可實(shí)現(xiàn)利用風(fēng)力發(fā)電棄風(fēng)的利用。

根據(jù)本實(shí)用新型的光熱發(fā)電系統(tǒng)，風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1通過(guò)控制器2判斷符合條件時(shí)，能夠直接通過(guò)變壓器3輸送至電網(wǎng)4并網(wǎng)后送至用戶5，如果風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1發(fā)出的電不符合電網(wǎng)4的要求時(shí)或在電網(wǎng)4限制風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1并網(wǎng)發(fā)電時(shí)，將風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1發(fā)出的電通過(guò)電加熱裝置8加熱儲(chǔ)熱裝置7內(nèi)的介質(zhì)，從而將風(fēng)能轉(zhuǎn)換的電能參與到光熱發(fā)電過(guò)程中?？梢詼p少大部分棄風(fēng)，將棄風(fēng)期間的風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，再轉(zhuǎn)化為熱能，最終再轉(zhuǎn)換為電能，并且不額外增加風(fēng)能發(fā)電和光熱發(fā)電的投資。

發(fā)電機(jī)10和汽輪機(jī)或抽汽式機(jī)組的構(gòu)造已經(jīng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知，本文將不再描述。

而為了增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性，系統(tǒng)還可以包括與汽輪發(fā)電裝置連接的蒸汽產(chǎn)生裝置，蒸汽產(chǎn)生裝置用于產(chǎn)生蒸汽。例如，在由于光照不足或夜晚的情況下，光熱轉(zhuǎn)換裝置所產(chǎn)生的熱能不足，此時(shí)可以使用蒸汽產(chǎn)生裝置產(chǎn)生蒸汽以使得汽輪發(fā)電裝置能夠持續(xù)工作。進(jìn)一步，蒸汽產(chǎn)生裝置可包括燃?xì)忮仩t、燃煤鍋爐和生物質(zhì)鍋爐中的至少一種。這樣，由儲(chǔ)熱裝置7 產(chǎn)生的蒸汽可以和蒸汽產(chǎn)生裝置產(chǎn)生的蒸汽一起被輸送至汽輪發(fā)電裝置處。

可選地，控制器2可以經(jīng)由變壓器3與電網(wǎng)4連接，以用于將風(fēng)電轉(zhuǎn)換裝置1產(chǎn)生的電能升壓。而汽輪發(fā)電裝置可以經(jīng)由升壓站11與電網(wǎng)4 連接，以用于將汽輪發(fā)電裝置產(chǎn)生的電能升壓。

除非另有定義，本文中所使用的技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ)與本實(shí)用新型的技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員通常理解的含義相同。本文中使用的術(shù)語(yǔ)只是為了描述具體的實(shí)施目的，不是旨在限制本實(shí)用新型。本文中出現(xiàn)的諸如“部件”等術(shù)語(yǔ)既可以表示單個(gè)的零件，也可以表示多個(gè)零件的組合。本文中出現(xiàn)的諸如“安裝”、“設(shè)置”等術(shù)語(yǔ)既可以表示一個(gè)部件直接附接至另一個(gè)部件，也可以表示一個(gè)部件通過(guò)中間件附接至另一個(gè)部件。本文中在一個(gè)實(shí)施方式中描述的特征可以單獨(dú)地或與其它特征結(jié)合地應(yīng)用于另一個(gè)實(shí)施方式，除非該特征在該另一個(gè)實(shí)施方式中不適用或是另有說(shuō)明。

本實(shí)用新型已經(jīng)通過(guò)上述實(shí)施方式進(jìn)行了說(shuō)明，但應(yīng)當(dāng)理解的是，上述實(shí)施方式只是用于舉例和說(shuō)明的目的，而非意在將本實(shí)用新型限制于所描述的實(shí)施方式范圍內(nèi)。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的是，根據(jù)本實(shí)用新型的教導(dǎo)還可以做出更多種的變型和修改，這些變型和修改均落在本實(shí)用新型所要求保護(hù)的范圍以內(nèi)。