[发明专利]一种具备调相功能的太阳能光热汽轮机组及运行方法

说明书

本发明公开了一种汽轮机组，特别是一种具备调相功能的太阳能光热汽轮机组，属于汽轮机发电装置技术领域包括太阳能光热汽轮机以及连接太阳能光热汽轮机的具有调相功能的同步发电机；所述太阳能光热汽轮机包括集热场、蒸汽发生装置、汽轮机以及连接汽轮机的冷凝器；该汽轮发电机组采用这种发电‑调相运行模式，既可保证机组原有的发电功能，又能使机组在需停机或空负荷暖机运行时，维持机组空载运行，避免频繁启停并能为电网继续输送无功功率。

技术领域

本发明涉及一种汽轮机组，特别是一种具备调相功能的太阳能光热汽轮机组，属于汽轮机发电装置技术领域。

背景技术

我国能源资源与负荷呈逆向分布，传统能源与新能源多分布于西部，电力能源使用多在东部，有效的解决途径是采用高电压等级直流进行大容量输电以满足东西部能源产需平衡。由于特高压直流输电在正常工况下直流换流站与系统无功交换为零，直流本身不向电网系统提供动态无功，随着特高压直流输电比例大幅增加，电网的无功功率比例下降，电网稳定性问题愈显突出。另外，特高压直流送端多建设在风电、光伏等大规模新能源集中开发的边远地区，网架薄弱、短路容量不足，直流故障严重情况下容易导致新能源大面积脱网。为满足电网稳定，电网必须装备大量的无功补偿设备用来提供无功功率。目前用于无功补偿的设备有调相机和基于电力电子技术的无功补偿装置，为运用这些设备需建立专门的变流站。

太阳能光热发电在国内开始大规模发展，并且随着新能源政策的出台，其开发规模将进一步增加。现代大规模太阳能光热发电电站均采用储热设备以便尽可能多发电并减少机组待机时间，但因成本造价原因，机组仍需每天启停，在夜间储热耗尽时，机组需停机或空负荷暖机运行。太阳能光热发电投资成本高、对关键发电设备-汽轮机的响应速度、运行寿命均大大高于传统火力发电设备。

目前汽轮机领域中，提出了太阳能光热汽轮机组的设计，并得到应用，例如专利申请号为201721588231.4的“一种太阳能光热发电用50MW等级汽轮机”提供了一种太阳能光热汽轮机组，而在实际应用中，对于太阳能光热汽轮机组设计仍需每天启停，在夜间储热耗尽时，机组需停机或空负荷暖机运行。

发明内容

本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种具备调相功能的太阳能光热汽轮机组及运行方法，根据需要运行于发电模式或调相模式，为电网提供无功支撑的同时，也能减少光热发电机频繁启停从而提高机组寿命。

本发明采用的技术方案如下：

一种具备调相功能的太阳能光热汽轮机组，包括太阳能光热汽轮机以及连接太阳能光热汽轮机的具有调相功能的同步发电机；

所述太阳能光热汽轮机包括集热场、蒸汽发生装置、汽轮机以及连接汽轮机的冷凝器；

该集热场将太阳光转换为热能并用于蒸汽发生器加热液体产生蒸汽，该蒸汽方发生器将蒸汽送入汽轮机驱动汽轮机转动并用于发电。

本发明的一种具备调相功能的太阳能光热汽轮机组通过将太阳能光热汽轮机与具备调相功能的发电机进行连接，主要目的是将太阳能光热汽轮机组充分利用起来，使该机组在不发电的状态下从电网输入少量有功功率，使发电机向电网输送无功功率，充分利用汽轮机组。

进一步的，该集热场为塔式集热场或熔盐集热场或槽式集热场。

进一步的，该太阳能光热汽轮机与同步发电机之间还设置有同步离合器，通过同步离合器控制太阳能光热汽轮机和同步发电机的连接/断开。借助该同步离合器能够有效的保证

进一步的，该冷凝器将汽轮机与蒸汽发生装置串联连通以使液体循环使用。

一种具备调相功能的太阳能光热汽轮机组的运行方法，包括以下步骤：

a、将汽轮机连接蒸汽发生装置使蒸汽进入到汽轮机驱动汽轮机转动，并使该汽轮机连接同步发电机实现发电，其中，同步发电机为具备调相功能的同步发电机；