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太阳能光热发电最优发展路径研究 ——以中国发展路径为例

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太阳能光热发电最优发展路径研究 ——...

作者：董晓佳天津师范大学

学位级别：硕士

大力发展可再生能源,实现可持续发展,对于应对全球气候变化,减少对不可再生能源的依赖具有重要意义。作为一种重要的清洁能源发电形式,太阳能光热发电以其连续、稳定发电,对电网友好等优点而得到了快速发展。太阳能光热发电就是把太阳... 详细信息

大力发展可再生能源,实现可持续发展,对于应对全球气候变化,减少对不可再生能源的依赖具有重要意义。作为一种重要的清洁能源发电形式,太阳能光热发电以其连续、稳定发电,对电网友好等优点而得到了快速发展。太阳能光热发电就是把太阳能转换成热能,然后利用热能做功,再转换成电能的过程,其发电原理和火电厂的发电原理基本是一样的。预计太阳能光热发电将与风电、太阳能光伏发电共同构成稳定、高比例的可再生能源发电系统,实现与常规能源的价格竞争。依据国家能源局、国际可再生能源机构等权威机构发布的报告中的数据,本文基于最小成本的动态规划方法,采用学习曲线模型和技术创新扩散模型作为约束条件,探索了到2050年我国太阳能光热发电的最优发展路径。其中,利用最小二乘法对学习曲线模型中的参数进行估计,得出学习率,进而对未来的成本进行预测;采用遗传算法对技术创新扩散模型中的参数进行估计,得出潜在市场规模以及每年的太阳能光热发电的扩散理论值;以最小成本为目标建立动态规划模型,结合相关影响因素,设置满足发展目标的约束条件,通过Lingo软件编程求解出各年的最优装机容量。最后,结合灵敏度分析和情境分析,对相关影响因素的参数值进行调整,讨论了国家经济运行情况、激励政策、技术进步、电网消纳能力、排放监管方案等因素对我国太阳能光热发电发展的影响。本文得出以下结论:（1）受疫情影响,在现有发展状况下,我国不能实现2050年太阳能光热发电的累计装机容量目标。考虑到相关因素的相互作用,即使在有利条件下,2050年的发展目标也难以实现。（2）激励政策与建设成本密切相关,是影响太阳能光热发电发展的关键因素。值得注意的是,在较高的投资比例下,可以实现2050年的发展目标,但太阳能光热发电行业在发展初期并没有形成良好的生态环境。（3）国家经济运行情况和学习率是影响后期发展路径的重要因素。（4）电网消纳能力和碳排放许可价格是影响建设成本的潜在因素,但对太阳能光热发电的发展影响有限。最后,针对研究结果,对我国太阳能光热发电的发展提出了一些建议。

关键词：太阳能光热发电学习曲线模型技术创新扩散模型动态规划

计及条件风险成本的含EH-CSP电站多源发电系统优化运行

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中国电力 2022年第1期55卷 64-74页

作者：彭春华刘懿孙惠娟华东交通大学电气与自动化工程学院江西南昌330013

随着风电场接入电网的规模不断扩大,风电出力的不确定性给电力系统调度带来巨大的挑战。利用太阳能光热发电(concentrating solar power,CSP)良好的调节能力以及电加热装置(electric heater,EH)的风电消纳能力,平抑风电出力的波动性,并... 详细信息

随着风电场接入电网的规模不断扩大,风电出力的不确定性给电力系统调度带来巨大的挑战。利用太阳能光热发电(concentrating solar power,CSP)良好的调节能力以及电加热装置(electric heater,EH)的风电消纳能力,平抑风电出力的波动性,并采用条件风险价值(conditionalvalue-at-risk,CVaR)度量调度成本不确定性风险。以多个场景集下的综合成本最小为目标,构建计及条件风险成本的含EH-CSP电站多源发电系统优化运行模型。引入精英存档策略,提出一种含精英存档的微分进化鲸鱼优化算法对模型进行求解。结果验证了所提模型和方法的优越性,并分析不同置信水平对调度结果的影响。

关键词：风电太阳能光热发电电加热装置条件风险成本微分进化鲸鱼优化算法

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太阳能光热发电技术特点及应用研究

中国科技期刊数据库工业A 2023年第4期 0021-0024页

作者：赵悦璇周宇明邵丹锋浙江可胜技术股份有限公司浙江杭州310053

太阳能光热发电是一种新兴的能源技术,在近几年得到了广泛的应用,特别在我国得到了很好的发展。它具有很多优势,比如:可以解决目前化石能源枯竭等问题、不需要大量的人力和物力和可以实现大规模并网等。而且它的发电效率高、较大的成本... 详细信息

太阳能光热发电是一种新兴的能源技术,在近几年得到了广泛的应用,特别在我国得到了很好的发展。它具有很多优势,比如:可以解决目前化石能源枯竭等问题、不需要大量的人力和物力和可以实现大规模并网等。而且它的发电效率高、较大的成本下降空间、运行稳定,可以很好地解决目前化石能源发展所面临的一些问题。而且近年来,国家对于太阳能发电技术进行了大量的研发工作和推广工作,这就为太阳能光热发电提供了很好的发展环境。

关键词：太阳能光热发电技术特点应用研究

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太阳能光热发电蓄热材料的热性能研究

太阳能光热发电蓄热材料的热性能研究

作者：赵文敬杭州电子科技大学

学位级别：硕士

目前能源需求量越来越大,新能源替代传统能源,迫在眉睫,而太阳能光热发电的发展缓解了能源危机,因此近年来,太阳能光热发电技术引起了世界各国的高度重视,并同时进行了相关方面的发展。为了降低发电成本、提高太阳能发电效率、增加太阳... 详细信息

目前能源需求量越来越大,新能源替代传统能源,迫在眉睫,而太阳能光热发电的发展缓解了能源危机,因此近年来,太阳能光热发电技术引起了世界各国的高度重视,并同时进行了相关方面的发展。为了降低发电成本、提高太阳能发电效率、增加太阳能光热发电系统的稳定性和提高太阳能光热发电系统的连续性,需要另外增加蓄热装置,使系统能够在没有太阳辐射能量的时候,继续满足发电的需要。如果解决了蓄热问题,那么光热发电对于能源补充将会有很大的作用,而蓄热材料的成本高昂,故急需研究出廉价高效的蓄热材料。本文分析煤渣作为太阳能蓄热材料的可行性,进行了一定的理论和实验研究,为蓄热材料的选择及性能改进提供实验依据和理论基础。本文首先使用扫描电子显微镜（SEM）、激光粒度分析仪分析了温州电厂和扬州电厂煤渣的理化特性,探索温州电厂和扬州电厂两电厂的煤渣作为高温蓄热材料的蓄热和导热性能,利用激光导热仪和差式扫描量热仪（DSC）,对煤渣的导热系数和比热容进行测试。其结果显示,温州电厂煤渣的比热容为1.13 k J/（kg·K）,导热系数为0.18 W/（m·K）;扬州电厂煤渣的比热容为0.88 k J/（kg·K）,导热系数为0.21 W/（m·K）,并使用ANSYS进行数值模拟,得到煤渣作为蓄热材料在蓄热罐内的温度分布规律。其次又在煤渣中添加铁粉（其中煤渣与铁粉的质量比为9:1）,制成改良后的煤渣,对其热性能进行研究,揭示改良后的煤渣作为蓄热材料的导热、热容等热性能。其结果显示,加入铁粉改良后温州电厂的煤渣的比热容为13.58 k J/（kg·K）,导热系数为3.76 W/（m·K）;加入铁粉改良后扬州电厂的煤渣的比热容为13.35 k J/（kg·K）,导热系数为3.80 W/（m·K）。最后分别改变煤渣和铁粉的质量比和搅拌时混入的水泥的质量分数,测试蓄热材料的蓄热和导热性能。其结果显示,煤渣与铁粉的质量比为5:5时,导热能力过强,不利于蓄热过程的进行;水泥的含量为0.03g时,限制了蓄热能力,从而不利于蓄热过程的进行。所以,由实验可得:样品质量为1g,温州电厂和扬州电厂的煤渣均在煤渣与铁粉的质量比为6:4,外加水泥作为粘合剂时的含量为0.03g时,煤渣具有最好的热性能,最有利于蓄热过程的进行。

关键词：太阳能光热发电蓄热材料导热热容 ANSYS

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光伏-塔式光热SCO混合发电系统优化配置

西安交通大学学报 2024年

作者：宫啸宇范刚张嘉耕王宇兴戴义平西安交通大学能源与动力工程学院

针对现阶段光热发电系统成本较高的问题，提出了光伏-塔式光热SCO2混合发电系统，研究了系统关键配置参数对经济性-环保性的影响规律，基于不同负荷类型对系统参数配置进行了多目标优化，探索了不同应用场景下混合发电系统的运行特性。... 详细信息

针对现阶段光热发电系统成本较高的问题，提出了光伏-塔式光热SCO2混合发电系统，研究了系统关键配置参数对经济性-环保性的影响规律，基于不同负荷类型对系统参数配置进行了多目标优化，探索了不同应用场景下混合发电系统的运行特性。仿真结果表明：光伏-塔式光热SCO2混合发电系统中，光热发电比例升高时，系统经济性下降，但环保性能改善；增大混合发电系统总额定功率可降低系统平准化度电成本；当太阳倍数为4，储热时长为18h情况下，平准化度电成本(CLCOE)存在最低值为0.64 元/kW·h，比单纯光热发电经济性提高31%。孤网运行条件下，在光伏-塔式光热SCO2混合发电系统基础上增设柴油发电机组后，能够有效提升太阳能发电系统的供电可靠性，柴油发电占比仅为1.5%，柴油发电机组的年运行时长不足200小时即可保证100%满足实时电负荷需求。

关键词： SCO 发电系统太阳能光热发电运行特性优化配置

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太阳能光热发电的储能材料的原理及研究进展

中国高新科技 2019年第5期 34-36页

作者：刘同同西安高新唐南中学

太阳能光热发电作为新能源发电的一种形式,具有环保、高效等优点,但是发电受制于天气情况。为保证太阳能光热发电的连续性,研究光热发电的储能材料意义重大。文章主要叙述3种光热发电储能技术的原理及代表材料,梳理相关的研究进展,并对... 详细信息

太阳能光热发电作为新能源发电的一种形式,具有环保、高效等优点,但是发电受制于天气情况。为保证太阳能光热发电的连续性,研究光热发电的储能材料意义重大。文章主要叙述3种光热发电储能技术的原理及代表材料,梳理相关的研究进展,并对其作出对比,以期为太阳能光热发电的储能研究作出贡献。

关键词：太阳能光热发电储能材料研究进展

太阳能光热发电现状及超临界CO2光热发电技术应用前景

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华电技术 2020年第4期42卷 77-83页

作者：何志瞧童家麟浙江浙能兰溪发电有限责任公司浙江兰溪321100 国网浙江省电力有限公司电力科学研究院杭州310014

太阳能光热发电技术具有调度方式灵活、可显著减少弃光、易与其他可再生能源互补发电等优势,美国等国家对太阳能光热发电技术的研究和规模化应用较早,我国在太阳能光热发电方面研究、利用较晚,但近年来发展速度较快,并呈现出与美国等国... 详细信息

太阳能光热发电技术具有调度方式灵活、可显著减少弃光、易与其他可再生能源互补发电等优势,美国等国家对太阳能光热发电技术的研究和规模化应用较早,我国在太阳能光热发电方面研究、利用较晚,但近年来发展速度较快,并呈现出与美国等国家不同的特点。对近年来美国和中国光热发电技术的发展历程进行了概述,详细分析了适合光热发电技术的超临界CO2布雷顿循环发电系统的特点、优势,并对其应用前景进行了展望。

关键词：太阳能光热发电现状超临界CO2布雷顿循环可再生能源弃光储能

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太阳能热发电系统熔盐储罐模态特性分析

太阳能学报 2021年第10期42卷 124-128页

作者：崔双双何青李京浩白宁华北电力大学能源动力与机械工程学院北京102206 国家电投中央研究院北京100029

以太阳能热发电系统中储热量为680 MWh、容积约为3000 m^(3)的熔盐储罐为研究对象,利用有限元方法建立其动力学分析模型,计算分析了熔盐储罐在不同承载下的模态特性以及熔盐液位对模态频率的影响。研究结果表明,熔盐液位对储罐的模态特... 详细信息

以太阳能热发电系统中储热量为680 MWh、容积约为3000 m^(3)的熔盐储罐为研究对象,利用有限元方法建立其动力学分析模型,计算分析了熔盐储罐在不同承载下的模态特性以及熔盐液位对模态频率的影响。研究结果表明,熔盐液位对储罐的模态特性有较大影响,与空载下各阶模态相对应的模态频率相比,含熔盐液体的熔盐储罐模态频率明显下降,除此之外还出现了熔盐液体的晃动模态,特别地,在满载下,前825阶模态均为熔盐液体的晃动模态。因此,只有通过对熔盐储罐在各种承载下的模态特性进行全面的计算分析和动力学设计,才能确保熔盐储罐在不同承载下运行和各种外界激励下的安全。

关键词：模态分析有限元法太阳能光热发电熔盐储罐