阅读说明：本技术 一种聚光式太阳能发电站快速性能诊断装置 (Quick performance diagnosis device for concentrating solar power station ) 是由 聂雨 单绍荣 钟平 王安庆 王峰 黄伟 史燕红 宋金时 郑磊 张丁凡 于 2020-12-16 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种聚光式太阳能发电站快速性能诊断装置,其具有高精度、自动化和便携布置灵活的优点,可以快速的诊断聚光式太阳能电站的性能变化,从而判断其是否工作在正常状态,确保电站反应快捷准确,确保连接该电站的使用设备的正常运转。其包括物理测量部分、数据采集和传输部分、性能计算模块、诊断与输出部分,所述数据采集和传输部分包括有数据采集部分和数据传输部分,所述物理测量部分用于测量电站运行所对应的各项物理量,所述物理测量部分所获得的数据传输至所述数据采集部分,所述数据传输部分将所获得的数据传输到所述性能计算模块；所述性能计算模块利用计算机程序、将聚光式太阳能发电站的效率计算模型程序化。(The invention provides a rapid performance diagnosis device for a concentrating solar power station, which has the advantages of high precision, automation and flexible portable arrangement, and can rapidly diagnose the performance change of the concentrating solar power station so as to judge whether the concentrating solar power station works in a normal state, ensure rapid and accurate reaction of the power station and ensure the normal operation of using equipment connected with the power station. The system comprises a physical measurement part, a data acquisition and transmission part, a performance calculation module and a diagnosis and output part, wherein the data acquisition and transmission part comprises a data acquisition part and a data transmission part, the physical measurement part is used for measuring various physical quantities corresponding to the operation of a power station, the data acquired by the physical measurement part is transmitted to the data acquisition part, and the data transmission part transmits the acquired data to the performance calculation module; the performance calculation module programs an efficiency calculation model of the concentrating solar power plant using a computer program.)

一种聚光式太阳能发电站快速性能诊断装置

技术领域

本发明涉及太阳能发电的技术领域，具体为一种聚光式太阳能发电站快速性能诊断装置。

背景技术

聚光式太阳能发电站，又简称光热电站、CSP电站，是一种使用光学装置汇聚太阳辐射能，投射到集热管道，加热管内工质，借助工质传递热量加热循环水产生推动汽轮机蒸汽，蒸汽机带动发电机发电的发电方式。

当前聚光式太阳能电站分为太阳能聚光集热系统，储能系统和蒸汽发电系统，其一个完整的工作日运行状态为，太阳升起达到聚光条件是，聚光集热系统将太阳辐射能转化为热能，通过储能系统收集并传递给蒸汽发电系统发电，随着太阳的落下，此时聚光集热系统停止工作，储能系统开始逆向运行，将白天储存的热量传输给发电系统继续发电直至太阳重新升起，因此可以实现24小时不间断发电运行。

聚光式太阳能电站的输入能量为太阳能，输出能量为电能，由太阳能转化为电能的效率即反应了聚光式太阳能电站的性能，聚光式太阳能电站在运行过程，现有技术无法直接判断其工作是否正常，只能通过累计的电能是否正常来进行判断，这种判断往往滞后，影响整个电站的快速响应，会影响使用电站的使用设备的正常运转。

发明内容

针对上述问题，本发明提供了一种聚光式太阳能发电站快速性能诊断装置，其具有高精度、自动化和便携布置灵活的优点，可以快速的诊断聚光式太阳能电站的性能变化，从而判断其是否工作在正常状态，确保电站反应快捷准确，确保连接该电站的使用设备的正常运转。

一种聚光式太阳能发电站快速性能诊断装置，其特征在于：其包括物理测量部分、数据采集和传输部分、性能计算模块、诊断与输出部分，所述数据采集和传输部分包括有数据采集部分和数据传输部分，所述物理测量部分用于测量电站运行所对应的各项物理量，所述物理测量部分所获得的数据传输至所述数据采集部分，所述数据传输部分将所获得的数据传输到所述性能计算模块；所述性能计算模块利用计算机程序、将聚光式太阳能发电站的效率计算模型程序化，结合所获取的测量数据、实时计算出聚光式太阳能发电站的光电转换效率；所述诊断与输出部分预先内置对应物理参数的设计效率值的数据库，所述诊断与输出部分接收所述性能计算模块所计算或的光电转换实时效率，之后将该实时效率值和数据库中的设计效率值对比，判断电站性能是否在正常水平。

其进一步特征在于：

所述物理测量部分由太阳辐射量测量单元、环境温度测量单元，相对湿度测量单元，大气压力测量单元、风速测量单元、以及发电机功率测量单元组成，各个单元用于测量发电站的实时对应物理量。

本发明直接通过物理测量部分获得发电站的实时物理数据，然就将所获得的数据传输至数据采集部分，数据传输部分将所获得的数据传输到性能计算模块；性能计算模块利用计算机程序、将聚光式太阳能发电站的效率计算模型程序化，结合所获取的测量数据、实时计算出聚光式太阳能发电站的光电转换效率；诊断与输出部分预先内置对应物理参数的设计效率值的数据库，诊断与输出部分接收性能计算模块所计算或的光电转换实时效率，之后将该实时效率值和数据库中的设计效率值对比，判断电站性能是否在正常水平，其具有高精度、自动化和便携布置灵活的优点，可以快速的诊断聚光式太阳能电站的性能变化，从而判断其是否工作在正常状态，确保电站反应快捷准确，确保连接该电站的使用设备的正常运转。

具体实施方式

一种聚光式太阳能发电站快速性能诊断装置：其包括物理测量部分、数据采集和传输部分、性能计算模块、诊断与输出部分，数据采集和传输部分包括有数据采集部分和数据传输部分；物理测量部分用于测量电站运行所对应的各项物理量，物理测量部分所获得的数据传输至数据采集部分，数据传输部分将所获得的数据传输到性能计算模块；性能计算模块利用计算机程序、将聚光式太阳能发电站的效率计算模型程序化，结合所获取的测量数据、实时计算出聚光式太阳能发电站的光电转换效率；诊断与输出部分预先内置对应物理参数的设计效率值的数据库，诊断与输出部分接收性能计算模块所计算或的光电转换实时效率，之后将该实时效率值和数据库中的设计效率值对比，判断电站性能是否在正常水平。

物理测量部分由太阳辐射量测量单元、环境温度测量单元，相对湿度测量单元，大气压力测量单元、风速测量单元、以及发电机功率测量单元组成，各个单元用于测量发电站的实时对应物理量。

在计算机程序内部，其光电转换效率的公式如下：

其中，η为全厂热效率；

P为发电机输出功率；

DNI为平均太阳直射辐射能；

N为聚焦反射镜个数；

SCAA为单个反射镜有效反射面积。

并通过如下公式：

P_设计＝P*μ(DNI)*μ(T)*μ(AP)*μ(H)*μ(v)

判断当前发电机功率在实时环境参数下的输出是否达到设计值。

其中：P为发电机功率实时测量值；

μ(DNI)为太阳辐射强度对发电机功率的修正系数，由辐射强度测量量和辐射强度修正曲线得出；

μ(T)为大气温度对发电机功率的修正系数，由大气温度测量量和辐射强度修正曲线得出；

μ(AP)为大气压力对发电机功率的修正系数，由大气压力测量量和辐射强度修正曲线得出；

μ(H)为相对湿度对发电机功率的修正系数，由相对湿度测量量和辐射强度修正曲线得出；

μ(v)为风速对发电机功率的修正系数，由风速测量量和辐射强度修正曲线得。

其工作原理如下：其直接通过物理测量部分获得发电站的实时物理数据，然就将所获得的数据传输至数据采集部分，数据传输部分将所获得的数据传输到性能计算模块；性能计算模块利用计算机程序、将聚光式太阳能发电站的效率计算模型程序化，结合所获取的测量数据、实时计算出聚光式太阳能发电站的光电转换效率；诊断与输出部分预先内置对应物理参数的设计效率值的数据库，诊断与输出部分接收性能计算模块所计算或的光电转换实时效率，之后将该实时效率值和数据库中的设计效率值对比，判断电站性能是否在正常水平，其具有高精度、自动化和便携布置灵活的优点，可以快速的诊断聚光式太阳能电站的性能变化，从而判断其是否工作在正常状态，确保电站反应快捷准确，确保连接该电站的使用设备的正常运转。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。