在國家“十一五”863計劃，973計劃和中國科學(xué)院知識創(chuàng)新工程項目的支持下，中科院電工研究所太陽能熱發(fā)電實驗室歷時5年，于近日成功研制了世界首臺太陽能熱發(fā)電站仿真機(jī)。該仿真機(jī)可對太陽能熱發(fā)電站運(yùn)行進(jìn)行全過程仿真。

太陽能熱發(fā)電站仿真機(jī)由計算機(jī)和仿真軟件包組成，仿真軟件包括STAR-90仿真平臺、電站運(yùn)行操作員界面和模型軟件構(gòu)成，其中模型軟件包括聚光場模型、吸熱器系統(tǒng)模型、儲能系統(tǒng)模型和常規(guī)電站模型。各模型之間通過質(zhì)量、能量和信息流進(jìn)行連接，形成全電站系統(tǒng)模型。此仿真系統(tǒng)以中國科學(xué)院電工研究所八達(dá)嶺太陽能熱發(fā)電實驗電站為背景，對定日鏡場，過熱吸熱器，多相儲熱器，輔助鍋爐，給水系統(tǒng)和工廠電氣和熱控等進(jìn)行建模和仿真研究，實現(xiàn)了全流程多工況運(yùn)行。此外，該系統(tǒng)還可加載拋物面槽式集熱模塊，空氣吸熱器模塊和各種儲熱模塊等，以構(gòu)成槽式電站仿真機(jī)和太陽能Brayton循環(huán)系統(tǒng)仿真機(jī)。

太陽能熱發(fā)電仿真機(jī)于2006年開始立項，歷經(jīng)5年時間，先后完成了工質(zhì)物性計算子程序庫，太陽能熱發(fā)電特有設(shè)備模型算法庫、專用軟件、設(shè)備模型圖元設(shè)計、以及系統(tǒng)模型搭建等方面的工作。在太陽能到電的非穩(wěn)態(tài)“光―熱―功”轉(zhuǎn)換過程研究中，如何建立數(shù)學(xué)物理模型和全場DCS是其中的難點(diǎn)和重點(diǎn)。國內(nèi)外可借鑒的案例少，研究過程完全依靠我國科研人員的自主創(chuàng)新。該仿真系統(tǒng)的建立將有利于促進(jìn)我國太陽能熱發(fā)電商業(yè)化進(jìn)程，在太陽能電站方案制定、工藝流程優(yōu)化、施工圖設(shè)計以及電站操作員培訓(xùn)等方面起到重要作用。