本發(fā)明涉及火電，特別是指一種光火儲(chǔ)耦合互補(bǔ)調(diào)峰系統(tǒng)及預(yù)測(cè)方法。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)燃煤發(fā)電系統(tǒng)會(huì)向大氣排放大量顆粒物、硫化物、氮氧化物和二氧化碳，新能源發(fā)電技術(shù)中，太陽能集熱發(fā)電與燃煤發(fā)電均以蒸汽朗肯循環(huán)發(fā)電；通過“光煤互補(bǔ)”技術(shù)改進(jìn)，讓太陽能集熱發(fā)電直接利用現(xiàn)役的燃煤機(jī)組發(fā)電設(shè)備，可推廣太陽能集熱發(fā)電技術(shù)應(yīng)用，在增加新能源裝機(jī)容量的同時(shí)，還可以降低燃煤發(fā)電系統(tǒng)的污染物排放量，并推動(dòng)燃煤發(fā)電方式逐步且安全地退出電網(wǎng)能耗供應(yīng)主體。

2、典型的“光煤”互補(bǔ)發(fā)電耦合方式有兩種：一是利用槽式集熱系統(tǒng)耦合燃煤發(fā)電系統(tǒng)，加熱鍋爐給水；二是利用塔式集熱系統(tǒng)耦合燃煤發(fā)電機(jī)組，將給水直接加熱為蒸汽；對(duì)于管路和控制系統(tǒng)簡單，成本較低的槽式集熱系統(tǒng)耦合方式，加熱給水起到的調(diào)峰和節(jié)煤效果有限，無儲(chǔ)熱系統(tǒng)時(shí)，鍋爐入口水溫不穩(wěn)定；對(duì)于集熱效率高，節(jié)煤效果好的塔式集熱系統(tǒng)耦合方式，其場地要求高，且初始投資成本較大，控制系統(tǒng)復(fù)雜，不利于“光煤”互補(bǔ)發(fā)電技術(shù)商業(yè)推廣。

3、典型的“光煤”互補(bǔ)發(fā)電耦合方式對(duì)熱量的儲(chǔ)放形式單一，火力發(fā)電系統(tǒng)和太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)的組成的朗肯循環(huán)換熱網(wǎng)絡(luò)，并非單純的疊加兩種不同溫度等級(jí)的能量。

4、未來燃煤發(fā)電機(jī)組在面臨可再生能源大規(guī)模并網(wǎng)情形下，將作為調(diào)節(jié)電源定位，面臨更多的深度調(diào)峰任務(wù)；而對(duì)于槽式和塔式集熱系統(tǒng)耦合方式的工作機(jī)理，均是向燃煤發(fā)電系統(tǒng)的回?zé)嵫h(huán)增加太陽能集熱量，以替代煤燃燒過程加熱蒸汽的熱量，這兩種耦合方式提供的熱電解耦效果有限，仍需要依靠燃煤發(fā)電系統(tǒng)的鍋爐穩(wěn)燃技術(shù)進(jìn)行靈活調(diào)峰。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種光火儲(chǔ)耦合互補(bǔ)調(diào)峰系統(tǒng)，用以解決傳統(tǒng)燃煤發(fā)電系統(tǒng)不能靈活調(diào)峰的問題。

2、為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種光火儲(chǔ)耦合互補(bǔ)調(diào)峰系統(tǒng)，包括：

4、光熱裝置，通過集熱鏡場內(nèi)的三元熔鹽采集并傳遞熱能；

5、與所述光熱裝置連接的三罐熔鹽儲(chǔ)熱裝置，用于接收所述光熱裝置傳送的熱能，并通過三元熔鹽儲(chǔ)存所述熱能；

6、與所述三罐熔鹽儲(chǔ)熱裝置連接的換熱裝置，用于對(duì)所述三罐熔鹽儲(chǔ)熱裝置傳送的熱能進(jìn)行熔鹽/蒸汽換熱以及熔鹽給水換熱；

7、所述三罐熔鹽儲(chǔ)熱裝置通過換熱裝置與燃煤發(fā)電裝置連接，用于將中高溫蒸汽傳遞至所述換熱裝置進(jìn)行熱交換，并將所述換熱裝置的熱交換后的蒸汽進(jìn)行熱電解耦操作。

8、可選的，所述光熱裝置包括：集熱器；

9、所述集熱器包括多個(gè)串聯(lián)的槽式集熱鏡場，所述多個(gè)串聯(lián)的槽式集熱鏡場采用三元熔鹽作為傳熱工質(zhì)。

10、可選的，所述三罐熔鹽儲(chǔ)熱裝置包括：第一溫度儲(chǔ)罐、第二溫度儲(chǔ)罐、第三溫度儲(chǔ)罐；

11、所述第一溫度儲(chǔ)罐的第一端口與所述集熱器通過管路連接，第二端口與換熱裝置連接，用于接收所述集熱器傳送的熱能，并利用所述熱能加熱所述第一溫度儲(chǔ)罐中的熔鹽；

12、所述第二溫度儲(chǔ)罐的第一端口與所述集熱器、第一溫度儲(chǔ)罐分別通過管路連接，第二端口與所述換熱裝置連接，用于存儲(chǔ)第一溫度儲(chǔ)罐流出的加熱后的熔鹽，并將其輸送到換熱裝置進(jìn)行換熱；

13、所述第三溫度儲(chǔ)罐與所述換熱裝置連接，用于與所述換熱裝置進(jìn)行熔鹽蒸汽換熱；

14、所述第一溫度儲(chǔ)罐的存儲(chǔ)的熱能溫度低于所述第二溫度儲(chǔ)罐存儲(chǔ)的熱能溫度，所述第二溫度儲(chǔ)罐存儲(chǔ)的熱能溫度低于所述第三溫度儲(chǔ)罐。

15、可選的，所述熔鹽/蒸汽換熱裝置包括：水/熔鹽換熱裝置、第一熔鹽/蒸汽換熱裝置、第二熔鹽/蒸汽換熱裝置；

16、所述水/熔鹽換熱裝置的第一端口與所述第一溫度儲(chǔ)罐通過管路連接，第二端口與所述第二溫度儲(chǔ)罐連接，用于接收所述第二溫度儲(chǔ)罐的熔鹽介質(zhì)，并傳遞至所述水/熔鹽換熱裝置換熱，并將換熱后的熔鹽介質(zhì)傳遞至所述第一溫度儲(chǔ)罐；

17、所述水/熔鹽換熱裝置的第二端口與所述第一熔鹽蒸汽換熱裝置通過管路連接，傳遞加熱后流體至所述第一熔鹽/蒸汽換熱裝置；

18、所述第一熔鹽/蒸汽換熱裝置的第一端口與所述第二溫度儲(chǔ)罐通過管路連接，第二端口與所述第三溫度儲(chǔ)罐連接，接收所述第三溫度儲(chǔ)罐的熔鹽介質(zhì)，并傳遞至所述第一熔鹽/蒸汽換熱裝置換熱，并將換熱后的熔鹽介質(zhì)傳遞至所述第二溫度儲(chǔ)罐；

19、所述第二熔鹽/蒸汽換熱裝置的第一端口與所述第二溫度儲(chǔ)罐通過管路連接，第二端口與所述第三溫度儲(chǔ)罐連接，接收所述第二溫度儲(chǔ)罐的熔鹽介質(zhì)，并傳遞至所述第二熔鹽/蒸汽換熱裝置換熱，并將換熱后的熔鹽介質(zhì)傳遞至所述第三溫度儲(chǔ)罐。

20、可選的，所述燃煤發(fā)電裝置包括：鍋爐、第一壓缸、第二壓缸、第三壓缸、除氧器、凝汽器、第一加熱器、第二加熱器；

21、所述鍋爐的第一端口與所述第二熔鹽/蒸汽換熱裝置通過管路連接，傳遞所述鍋爐加熱后的再熱蒸汽至所述第二熔鹽/蒸汽換熱裝置換熱；

22、所述鍋爐的第一端口與所述第一壓缸通過管路連接，所述鍋爐的第二端口與所述第一壓缸的第二端口通過管路連接，接收所述鍋爐的蒸汽至所述第一壓缸，推動(dòng)所述第一壓缸轉(zhuǎn)動(dòng)；所述第一壓缸的第二端口與第一通路連接；

23、所述鍋爐的第一端口與所述第二壓缸通過管路連接，接收所述鍋爐的再熱蒸汽至所述第二壓缸，推動(dòng)所述第二壓缸轉(zhuǎn)動(dòng)；

24、所述第二壓缸的第一端口與所述第三壓缸通過管路連接，接收所述第二壓缸的蒸汽至所述第三壓缸，推動(dòng)所述第三壓缸轉(zhuǎn)動(dòng)；

25、所述第二壓缸的第二端口與所述第一通路連接，所述第二壓缸的第二端口與所述除氧器連接，接收所述第二壓缸的蒸汽至所述除氧器，推動(dòng)所述除氧器運(yùn)動(dòng)；

26、所述第三壓缸的第二端口與所述第一通路連接；

27、所述第三壓缸的第二端口與所述凝汽器連接，接收所述第三壓缸的蒸汽至所述凝汽器，用于將蒸汽冷凝成水。

28、可選的，還包括余熱回收裝置，所述余熱回收裝置包括：給水飽和水換熱器；

29、所述給水飽和水換熱器的第一端口與第二熔鹽/蒸汽換熱裝置通過管路連接，接收所述第二熔鹽/蒸汽換熱裝置的蒸汽至所述給水飽和水換熱器換熱；

30、所述給水飽和水換熱器的第一端口與第一通路通過管路連接，所述給水飽和水換熱器的第二端口與所述第一通路通過管路連接；

31、所述給水飽和水換熱器的第二端口與除氧器通過管路連接，所述除氧器接收所述給水飽和水換熱器換熱后的蒸汽，推動(dòng)所述除氧器運(yùn)動(dòng)。

32、可選的，所述第一通路設(shè)置有多個(gè)第一加熱器、第二加熱器；

33、所述第三壓缸的多段抽汽通過所述第一加熱器與所述第一通路中流體進(jìn)行換熱，將換熱后的抽汽送至所述第一通路，加熱后流體送至所述除氧器；

34、所述第一壓缸、所述第二壓缸的多段抽汽通過所述第二加熱器與所述第一通路中流體進(jìn)行換熱，將換熱后的抽汽送至所述除氧器，加熱后流體送至所述鍋爐。

35、本發(fā)明還提供一種光火儲(chǔ)耦合互補(bǔ)調(diào)峰預(yù)測(cè)方法，所述方法包括：

36、獲取光熱裝置、燃煤發(fā)電裝置的運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；

37、將所述光熱裝置、燃煤發(fā)電裝置的運(yùn)行數(shù)據(jù)輸入光火儲(chǔ)耦合互補(bǔ)調(diào)峰預(yù)測(cè)模型進(jìn)行處理，得到光火儲(chǔ)耦合互補(bǔ)調(diào)峰預(yù)測(cè)結(jié)果，所述光火儲(chǔ)耦合互補(bǔ)調(diào)峰預(yù)測(cè)結(jié)果包括預(yù)設(shè)時(shí)間段光熱裝置輻射量和燃煤發(fā)電裝置的負(fù)荷需求數(shù)據(jù)；其中，所述光火儲(chǔ)耦合互補(bǔ)調(diào)峰預(yù)測(cè)模型根據(jù)光熱裝置、燃煤發(fā)電裝置的歷史運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)對(duì)預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)模型進(jìn)行訓(xùn)練得到。

38、可選的，所述光火儲(chǔ)耦合互補(bǔ)調(diào)峰預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練過程，包括：

39、獲取訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)集，所述訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)集包括光熱裝置、燃煤發(fā)電裝置的歷史運(yùn)行狀態(tài)數(shù)據(jù)；

40、對(duì)所述訓(xùn)練樣本數(shù)據(jù)集進(jìn)行特征提取，得到多個(gè)特征向量；

41、將所述多個(gè)特征向量，作為預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層的輸入，輸入至所述預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)模型的隱含層進(jìn)行處理，得到中間處理結(jié)果；

42、將所述中間處理結(jié)果輸入至所述預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出層進(jìn)行輸出，得到所述光火儲(chǔ)耦合互補(bǔ)調(diào)峰預(yù)測(cè)模型；

43、其中，通過：獲取預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)模型的隱含層權(quán)值和閾值調(diào)整后的信號(hào)；

44、通過：獲取預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)模型的輸入層至隱含層的擬合信號(hào)；

45、通過：獲取預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)模型的輸出層權(quán)值和閾值調(diào)整后的信號(hào)；

46、通過：獲取預(yù)設(shè)網(wǎng)絡(luò)模型的隱含層至輸出層的擬合信號(hào)；

47、式中，指多個(gè)特征向量作為輸入向量輸入至隱含層的各節(jié)點(diǎn)權(quán)值向量；b1指多個(gè)特征向量作為輸入向量輸入至隱含層的各節(jié)點(diǎn)權(quán)值；指經(jīng)過隱含層權(quán)值和閾值調(diào)整后的信號(hào)；f1指輸入層至隱含層的非線性函數(shù)；

48、y指輸入層至隱含層的擬合信號(hào)，指輸入信號(hào)隱含層至輸出層的各節(jié)點(diǎn)權(quán)值向量；b2指隱含層至輸出層的各節(jié)點(diǎn)權(quán)值；指經(jīng)過輸出層權(quán)值和閾值調(diào)整后的信號(hào)；f2指隱含層至輸出層的非線性函數(shù)；指隱含層至輸出層的擬合信號(hào)。

49、可選的，所述光火儲(chǔ)耦合互補(bǔ)調(diào)峰預(yù)測(cè)模型的訓(xùn)練過程的約束條件為：

50、如果權(quán)值閾值計(jì)算次數(shù)小于訓(xùn)練樣本數(shù)，進(jìn)行新的輸入訓(xùn)練；

51、如果輸出值與實(shí)際值的誤差大于或等于預(yù)設(shè)誤差，進(jìn)行下一輪訓(xùn)練。

52、本發(fā)明的上述方案至少包括以下有益效果：

53、本發(fā)明的上述方案，光熱裝置通過集熱鏡場內(nèi)的三元熔鹽采集并傳遞熱能；與所述光熱裝置連接的三罐熔鹽儲(chǔ)熱裝置，用于接收所述光熱裝置傳送的熱能，并通過三元熔鹽儲(chǔ)存所述熱能；與所述三罐熔鹽儲(chǔ)熱裝置連接的換熱裝置，用于對(duì)所述三罐熔鹽儲(chǔ)熱裝置傳送的熱能進(jìn)行熔鹽/蒸汽換熱以及熔鹽給水換熱；所述三罐熔鹽儲(chǔ)熱裝置通過換熱裝置連接與燃煤發(fā)電裝置連接，用于將中高溫蒸汽傳遞至所述換熱裝置進(jìn)行熱交換，并將所述換熱裝置的熱交換后的蒸汽進(jìn)行熱電解耦操作。本發(fā)明的技術(shù)方案，通過以并聯(lián)方式耦合回?zé)嵫h(huán)的再熱器出口和除氧器給水出口，機(jī)組改變回?zé)嵫h(huán)蒸汽流量進(jìn)行熱電解耦操作時(shí)，調(diào)峰運(yùn)行更安全；當(dāng)機(jī)組處于供熱抽汽安全運(yùn)行范圍時(shí)，本互補(bǔ)系統(tǒng)可隨負(fù)荷變化直接調(diào)節(jié)蒸汽流量，調(diào)節(jié)方式更靈活，調(diào)節(jié)范圍更廣；本系統(tǒng)可通過調(diào)節(jié)再熱器出口的蒸汽流量改變負(fù)荷輸出，對(duì)鍋爐的影響較小，改造設(shè)備成本低，占地面積??；耦合系統(tǒng)的高溫回水進(jìn)行余熱回收，避免能量浪費(fèi)；采用三罐熔鹽儲(chǔ)熱系統(tǒng)對(duì)高溫蒸汽熱能和槽式集熱太陽能進(jìn)行分級(jí)儲(chǔ)熱，將給水逐級(jí)加熱的方式有利于能量的梯級(jí)利用。