作者：黎涵¹ 于刚¹ 徐二树¹ 廖志荣¹ 王强² 陈晨² 星月鹏²
单位：1. 华北电力大学新型储能技术北京实验室； 2. 中国广核新能源控股有限公司
引用：黎涵, 于刚, 徐二树, 等. 太阳能热发电储热系统动态建模与仿真研究[J]. 储能科学与技术, 2025, 14(3): 1234-1246.
DOI：10.19799/j.cnki.2095-4239.2024.1160
本文亮点：1.基于离心泵特性建立了熔盐泵的模型
2.模型中加入PI控制策略对泵实现自动控制
3.研究了输入端导热油温度和流量波动对输出端熔盐流量的影响。
摘要
近年来，众多示范性的光热电站在全国范围内相继建成，配备适宜的储热系统对于提升这些光热电站的发电效率和降低运营成本具有重要意义。为了研究储热系统的运行，本工作建立了双罐间接储热系统的动态模型，分别搭建储盐罐、油/盐换热器、熔盐泵的数学模型，并通过引入PI调节模块实现熔盐泵转速的自动控制，利用STAR-90仿真平台模拟了中广核德令哈50MW槽式太阳能热发电站在春分日和秋分日典型日工况下的储、放热动态运行过程。
结果表明，本工作熔盐泵数学模型得到的性能曲线与厂家实测数据匹配度高，同时相比于原有储热系统模型，本模型能更好地反映储热系统的输入导热油温度和流量波动引起的熔盐流量波动的动态过程。在储热过程中，油/盐换热器热股导热油入口温度的变化趋势显著影响了冷股熔盐流量的波动趋势，熔盐泵的转速与流量呈现较强的非线性关系，熔盐泵的功耗与转速呈线性关系。春分日工况下熔盐的平均质量流量约为800t/h，熔盐泵的平均转速和平均功率分别为154r/min和87kW；秋分日工况下熔盐的平均质量流量约为1400t/h，熔盐泵的平均转速和平均功率分别为265r/min和115kW。汽轮机运行在28MW的放热过程中，由于油/盐换热器中冷股导热油的流量和温度均较为稳定，因此热股熔盐的流量维持在2411t/h，熔盐泵的转速和总功耗分别为855r/min和205 kW。
本研究为太阳能热发电站储热系统的设计和运行提供了重要的理论指导和实践参考。
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