1、中電哈密50MW塔式光熱發(fā)電項(xiàng)目 聚光集熱系統(tǒng)技術(shù)規(guī)范書（第14部分） 山東電力建設(shè)第三工程公司 中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司哈密塔式熔鹽5萬千瓦光熱發(fā)電項(xiàng)目附件4.4 極端天氣對(duì)鏡場效率的影響分析專題山東電力建設(shè)第三工程公司2017年02月目 錄 TOC o 1-2 h z u HYPERLINK l _Toc475004881 一項(xiàng)目概況 項(xiàng)目概況基本概況中國電力工程顧問集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司哈密熔鹽塔式5萬千瓦光熱發(fā)電項(xiàng)目工程規(guī)劃容量150MW，本期建設(shè)規(guī)模150MW。本項(xiàng)目采用塔式熔鹽太陽能熱發(fā)電技術(shù)，包含一套聚光集熱系統(tǒng)。廠址概況站址位于哈密地區(qū)伊吾縣淖毛湖鎮(zhèn)境內(nèi)，

2、北距淖毛湖鎮(zhèn)約10km，西距伊淖公路約2.5km。 站址地形較為平坦，地面由西南向東北傾斜，場地自然標(biāo)高在643725m之間,自然坡度約為2。目前站址土地類型屬于伊吾縣淖毛湖工業(yè)園區(qū)光熱園區(qū)建設(shè)用地，地貌為戈壁荒灘。廠址南部山區(qū)的洪水在出山口后，沿伊吾河向伊吾-淖毛湖公路西側(cè)戈壁泄洪，公路高出自然地面約80cm，洪水不會(huì)漫上公路危及站址區(qū)域，因此廠址不受50年一遇洪水影響。氣象特征根據(jù)淖毛湖氣象站多年統(tǒng)計(jì)資料，求得累年基本氣象要素年見下表1.3-1。表1.3-1淖毛湖氣象站基本氣象要素年值統(tǒng)計(jì)表項(xiàng) 目單 位淖毛湖氣象站發(fā)生日期平均氣壓hPa961.6平均氣溫10.5最熱月平均氣溫28.97月最

3、冷月平均氣溫-11.61月極端最高氣溫45.12004.7.18極端最低氣溫-33.91984.12.25最大日較差28.01960.8.28平均水汽壓hPa4.5最大水汽壓hPa26.71964.7.28最小水汽壓hPa0.0平均相對(duì)濕度%33最小相對(duì)濕度%0年平均降水量mm18.7最大一日降水量mm22.81995.8.15年平均蒸發(fā)量mm4287.2平均風(fēng)速m/s4.3最大風(fēng)速及風(fēng)向m/s28/NW(定時(shí)2min)1971.5.29最大積雪深度cm122次最大凍土深度cm1331967.2.4、6最多凍融循環(huán)次數(shù)times52平均大風(fēng)日數(shù)d90.0最多大風(fēng)日數(shù)d1341969年平均雷暴日

4、數(shù)d4.6最多雷暴日數(shù)d101968、1971、1978年平均冰雹日數(shù)d0最多冰雹日數(shù)d12003年平均沙塵暴日數(shù)d17.3最多沙塵暴日數(shù)d541974年表1.3-2 哈密地區(qū)風(fēng)頻率累積統(tǒng)計(jì)結(jié)果（10m高度10min風(fēng)速平均值）低高頻率(%)累積頻率m/sm/s%013.09 3.09 127.61 10.70 2311.56 22.26 3413.96 36.22 4515.51 51.72 5615.16 66.89 679.49 76.37 785.25 81.62 893.54 85.16 9102.75 87.91 10112.10 90.01 11121.94 91.95 1213

5、1.60 93.55 13141.49 95.05 14151.29 96.34 15161.04 97.37 16170.89 98.27 17180.62 98.89 18190.49 99.38 19200.27 99.65 20210.16 99.81 21220.11 99.91 22230.06 99.97 23240.02 100.00 24250.01 100.00 資源狀況根據(jù)典型年氣象數(shù)據(jù)分析，本項(xiàng)目所在地的年均法向直接輻射量為2015kWh/m2?？傮w設(shè)計(jì)說明采用2.17平方米的小定日鏡，寬度為2.03米，高度為1.07米。本項(xiàng)目總計(jì)定日鏡數(shù)量為331,228面，鏡場總采

6、光面積為719460.3388平方米；吸熱塔高度（吸熱器光學(xué)集合中心距離地面高度）為200米；設(shè)計(jì)點(diǎn)采用夏至日真太陽時(shí)正午12小時(shí)，此時(shí)的DNI值按900W/m2；汽輪發(fā)電機(jī)組容量為50MW；汽輪發(fā)電機(jī)組額定工況下熱電效率為43%；對(duì)應(yīng)的環(huán)境溫度為19；空冷凝汽器背壓為8.5kPa；儲(chǔ)換熱系統(tǒng)在工作階段散熱損失相關(guān)效率為99%，停運(yùn)階段效率為98%；綜合效率當(dāng)按不同運(yùn)行模式持續(xù)時(shí)間綜合求取；儲(chǔ)熱容量為上述汽輪機(jī)出力及效率對(duì)應(yīng)滿發(fā)12小時(shí)，即1430MWh；聚光集熱系統(tǒng)能夠滿足電站年發(fā)電不低于1.983億度，相當(dāng)于折合等效發(fā)電利用小時(shí)數(shù)3967h；汽輪發(fā)電機(jī)的運(yùn)行模式不受電網(wǎng)調(diào)度限制；在不考慮聚

7、光集熱系統(tǒng)年可靠率的前提下，并考慮其他投標(biāo)方范圍之外的系統(tǒng)年可靠率為0.97的前提下計(jì)算得到的數(shù)據(jù)。地區(qū)極端天氣分析大風(fēng)根據(jù)TMY典型年氣象數(shù)據(jù)分析，全年平均風(fēng)速為5.8m/s，最大風(fēng)速為26.5m/s, 風(fēng)向?yàn)镹W。表2.1-1 區(qū)域風(fēng)頻率累積統(tǒng)計(jì)結(jié)果（10m高度10min風(fēng)速平均值）低高頻率(%)累積頻率m/sm/s%010.78%0.78%129.87%10.65%2317.02%27.67%3415.79%43.46%4512.89%56.35%569.94%66.29%677.42%73.71%785.18%78.89%894.08%82.97%9103.36%86.32%10112

8、.74%89.06%11122.35%91.42%12132.00%93.41%13141.47%94.89%14151.38%96.27%15160.90%97.17%16170.82%97.99%17180.53%98.52%18190.43%98.95%19200.26%99.21%20210.24%99.45%21220.24%99.69%22230.19%99.89%23240.03%99.92%24250.05%99.97%25260.01%99.98%26270.02%100.00%圖2.1-1 風(fēng)頻率累計(jì)統(tǒng)計(jì)表多云根據(jù)TMY典型年氣象數(shù)據(jù)分析，該地區(qū)存在多天多云影響。根據(jù)TMY

9、中的DNI數(shù)值分析，全年存在1377天多云天氣的影響。表2.1-1 區(qū)域多云頻率累積統(tǒng)計(jì)結(jié)果多云因子頻率(%)累積頻率%020% 39.51 %39.51 %20%40%17.57%57.08 %40%60%13.22%70.30 %60%80%14.81%85.11 %80100%14.89%100.00 %圖 2.2-1 多云頻率統(tǒng)計(jì)圖高低溫根據(jù)TMY典型年氣象數(shù)據(jù)分析，年最高氣溫為44.2，年最低氣溫為-9.8。根據(jù)臨近的淖毛湖氣象站多年氣象數(shù)據(jù)分析，最熱月（7月份）平均氣溫為28.9，最冷月（1月份）平均氣溫-11.6，極端最高氣溫發(fā)生在2004年7月18日，為45.1，極端最低氣溫發(fā)

10、生在1984年12月25日，為-33.9，最大日較差28.0，發(fā)生在1960年8月28日。霜降根據(jù)當(dāng)?shù)氐臍夂蛱卣?，本?xiàng)目地區(qū)存在早、晚霜降的影響，這部分對(duì)鏡場的效率影響較大。鏡場效率影響分析大風(fēng)對(duì)鏡場效率的影響分析表3.1-1 風(fēng)速對(duì)應(yīng)的定日鏡工作百分比序號(hào)鏡場效率保證風(fēng)速 m/s備注1100%8297%10相對(duì)于8m/s以下風(fēng)速效率的變化，下同394%12490%14580%16660%17730%1880%19退出運(yùn)行，但能回位至抗風(fēng)狀態(tài)90%49結(jié)構(gòu)破壞說明： 此時(shí)遵循的風(fēng)速值為現(xiàn)場氣象站實(shí)際測量值。若測量到15.6 m/s（10分鐘，在10米高度處）的風(fēng)速，定日鏡控制系統(tǒng)開始裝載過渡條

11、件。定日鏡標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)中超過18.8m/s的大風(fēng)將使鏡場停運(yùn)。根據(jù)逐時(shí)的TMY典型年氣象數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合對(duì)應(yīng)時(shí)刻的鏡場跟蹤數(shù)量，分析大風(fēng)對(duì)鏡場效率的影響，同時(shí)分析光塔在不同風(fēng)速下的振幅影響，綜合分析大風(fēng)對(duì)鏡場效率的影響。對(duì)于大風(fēng)引起的風(fēng)沙影響，eSolar小型定日鏡的驅(qū)動(dòng)器具有高密封性，具有較強(qiáng)的抗風(fēng)沙性。同時(shí)，eSolar在鏡場外圍配置防風(fēng)墻對(duì)于風(fēng)沙的攔截具有一定作用。由大風(fēng)引起的風(fēng)沙對(duì)鏡場效率的影響，也統(tǒng)一在大風(fēng)對(duì)鏡場效率的影響分析中。多云對(duì)鏡場效率的影響分析多云對(duì)鏡場效率的影響，根據(jù)DNI和多云因子的影響程度對(duì)鏡場的效率影響不同。表3.2-1 區(qū)域多云頻率累積統(tǒng)計(jì)結(jié)果多云因子頻率(%)累積頻率

12、%020% 39.51 %39.51 %20%40%17.57%57.08 %40%60%13.22%70.30 %60%80%14.81%85.11 %80100%14.89%100.00 %如上表3.2-1所示，不同多云因子對(duì)應(yīng)的頻率，結(jié)合對(duì)應(yīng)的DNI和跟蹤定日鏡數(shù)量，分析多云對(duì)鏡場效率的影響。高低溫對(duì)鏡場效率的影響分析eSolar定日鏡的生存溫度為-4070， 運(yùn)行溫度為-1055。根據(jù)TMY典型年氣象數(shù)據(jù)分析，溫度低于-10時(shí)共計(jì)311小時(shí)，其中82天對(duì)應(yīng)存在DNI值。 由于低溫條件將使得定日鏡和驅(qū)動(dòng)器存在扭矩的變化，在分析鏡場效率時(shí)，我們將低溫條件對(duì)鏡場的影響考慮在鏡場性能模型中。霜降對(duì)鏡場效率的影響分析 由于TMY數(shù)據(jù)中缺乏詳細(xì)的露點(diǎn)溫度數(shù)據(jù)，為此我們根據(jù)收集的附近氣象數(shù)據(jù)進(jìn)行霜降對(duì)鏡場效率的分析，具體結(jié)果詳見下一章節(jié)?？偨Y(jié)本項(xiàng)目極端天氣對(duì)鏡場的效率的影響，主要包括以下幾個(gè)方面：大風(fēng)造成的定日鏡效率損失（含光塔振幅造成的鏡場效率損失）；多云瞬態(tài)條件對(duì)鏡場效率的損失；高低溫對(duì)鏡場效率的