一种塔式太阳能光热与光伏联合发电系统的制作方法

本发明属于太阳能发电，具体涉及一种塔式太阳能光热与光伏联合发电系统。

背景技术：

1、光热和光伏是两种可再生能源技术，它们都可以将阳光转化为电能。

2、其中，光伏发电是利用半导体材料(如硅)的光电效应，将太阳光能直接转换为电能的一种技术。当太阳光照射到光伏电池上时，电池中的电子会被激发并产生电流，从而产生电能。光伏电池可以制成面板或模块，广泛应用于家庭、商业和大型电站。光伏发电具有安装灵活、维护简单、无噪音和零排放等优点。

3、光热发电是利用太阳光将热量传递给流体(如水)，使流体温度升高，然后通过热力循环(如rankine循环)将热能转换为电能的一种技术。光热发电系统通常包括镜场、集热器、热储存系统和发电机组等组成部分。光热发电具有较高的能量转换效率、可大规模开发利用和可储能等优点。

4、光伏发电量大小直接受制于太阳辐射强度，因此具有明显的昼出夜伏特性及随机不确定性。光热发电则利用集热器等装置采集光资源，并通过发电机将其转换为电能，其拥有良好的可连续调节能力。光伏光热发电在一定程度上具有互补特性，光伏仅能在白日进行发电且波动性强，而光热则能够平抑这种特性，并利用自身储热装置捕捉的热量在夜间代替光伏持续发电，二者互相扬长避短，协同运作，完美解决太阳能资源自身的间歇波动性对电网运行产生的影响。

5、而在光伏光热互补发电机组协同运作并入电网系统期间，电力负荷均衡度相对较低，电网的运行稳定性还有待提高。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种塔式太阳能光热与光伏联合发电系统，用以解决现有的光伏光热互补发电机组协同运作并入电网系统期间，电力负荷均衡度相对较低，电网的运行稳定性还有待提高的问题。

2、为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

3、本发明提供了一种塔式太阳能光热与光伏联合发电系统，所述系统包括：

4、变压器组，所述变压器组的输出侧与电网电连接；

5、光伏发电站，所述光伏发电站的输出侧与变压器组的输入侧电连接；

6、光热发电站，所述光热发电站的输出侧与变压器组的输入侧电连接；

7、协同调度单元，分别与光伏发电站和光热发电站通信连接，用于对光伏发电站的负荷和光热发电站的负荷进行调节与分配。

8、优选地，所述系统还包括：公共交流母线，所述光伏发电站的输出侧、光热发电站的输出侧和变压器组的输入侧均与公共交流母线电连接。

9、优选地，所述光伏发电站包括：若干光伏阵列、直流母线、逆变器组和光伏变压器；

10、各光伏阵列的输出端均与直流母线电连接，所述逆变器组的输入端电连接在所述直流母线上，所述逆变器组的输出端与光伏变压器的输入端电连接，所述逆变器的输出端电连接在所述公共交流母线上。

11、优选地，所述光热发电站包括：

12、塔式镜场，用于聚焦太阳光以将太阳辐射能转换成热能；

13、储热罐，用于对塔式镜场产生的热能进行存储；

14、汽轮机组，用于将塔式镜场产生的热能或根据储热罐中存储的热能转换为机械能；

15、发电机，与汽轮机传动相连，用于将汽轮机组输出的机械能转换为电能；

16、光热变压器，所述光热变压器的输入端与发电机的电能输出端电连接，所述光热变压器的输出端电连接在所述公共交流母线上。

17、优选地，所述协同调度单元包括：

18、气象预测模块，用于预测目标地区在未来时段的气象数据，所述目标地区为光伏发电站和光热发电站的所在地区；

19、发电负荷预测模块，用于基于目标地区在未来时段的气象数据预测发电负荷预测值，所述发电负荷预测值包括：光伏发电站负荷预测值和光热发电站负荷预测值；

20、负荷分配模块，用于对发电负荷预测值进行分配，得到光伏发电站与光热发电站的深度调峰结果。

21、优选地，所述发电负荷预测模块具体用于：

22、基于预设关联算法，选取与目标地区的未来时段的气象数据相似的历史时段；

23、获取历史时段的负荷历史数据，以历史时段的负荷历史数据和气象数据构建样本集；

24、基于样本集对负荷预测模型进行训练，得到训练好的负荷预测模型；

25、将未来时段的气象数据输入至训练好的负荷预测模型，得到发电负荷预测值。

26、优选地，所述负荷分配模块具体用于：

27、基于发电负荷预测值构建决策变量，基于决策变量构建光伏发电站与光热发电站的深度调峰负荷分配函数；

28、构建决策变量的约束条件；

29、基于寻优算法，以约束条件为约束项，对深度调峰负荷分配函数进行迭代寻优，得到最优发电负荷分配，以最优发电负荷分配作为光伏发电站与光热发电站的深度调峰结果。

30、优选地，所述系统还包括：无功功率补偿单元，所述无功功率补偿单元包括：补偿模块和补偿控制模块，所述补偿模块与补偿控制模块通信连接；所述补偿模块包括：第一无功补偿装置和第二无功补偿装置；

31、所述第一无功补偿装置用于为光伏发电站分配无功功率，所述第二无功补偿装置用于为光热发电站分配无功功率；

32、所述补偿控制模块用于：在协同调度单元对光伏发电站的负荷和光热发电站的负荷进行调节与分配时，采集电网的参考电压、当前时刻的交流母线电压和历史时刻的交流母线电压；根据电网的参考电压、当前时刻的交流母线电压和历史时刻的交流母线电压，确定无功功率总补偿量；基于预设算法对无功功率总补偿量进行分配，得到光伏发电站无功补偿量和光热发电站无功补偿量；基于光伏发电站无功补偿量和光热发电站无功补偿量分别生成光伏无功补偿控制指令和光热无功补偿控制指令；将生成光伏无功补偿控制指令和光热无功补偿控制指令分别发送至第一无功补偿装置和第二无功补偿装置；所述第一无功补偿装置在执行光伏无功补偿控制指令时，以光伏发电站无功补偿量对光伏发电站的无功功率进行补偿；所述第二无功补偿装置在执行光热无功补偿控制指令时，以光热发电站无功补偿量对光热发电站的无功功率进行补偿。

33、优选地，所述补偿模块还包括：第三无功补偿装置，所述第三无功补偿装置用于为交流母线分配无功功率；

34、所述补偿控制模块还用于：判断无功功率总补偿量是否超过预设补偿量，所述预设补偿量根据第一无功补偿装置的补偿上限值和第二无功补偿装置的补偿上限值确定；在无功功率总补偿量超过预设补偿量时，确定无功功率总补偿量与预设补偿量之间的补偿差值，基于补偿差值生成母线无功补偿控制指令，将母线无功补偿控制指令发送至第三无功补偿装置，所述第三无功补偿装置在执行母线无功补偿控制指令时，以补偿差值对交流母线的无功功率进行补偿。

35、优选地，所述预设算法为遗传算法。

36、有益效果：

37、本发明通过协同调度单元对光伏发电站的负荷和光热发电站的负荷进行调节与分配，使光热与光伏联合发电系统具有深度调峰效果，优化光热与光伏联合发电系统的负荷分配，促进电力负荷均衡，提高了电网运行的稳定性。