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中国科学院电工研究所徐二树研究员向与会人员介绍《大规模太阳能热发电系统集成及调控策略》近两年的研究进展情况：
① 完成光－热－功能量转化微型实验台的搭建、调试及实验方案。在研究光热转换、热功转换的内在作用规律的基础上，提出了光－热－功能量转化微型实验台的设计方案，建立了光热转换实验装置，初步开展了15kW槽式集热器光－热转化的热力性能实验，并考察了太阳辐照强度对槽式真空集热管集热效率的影响。
② 建立聚光岛性能测试的理论方法和测试平台。在分析聚光岛、吸热岛、热能岛能量聚集、传输和转换机理的基础上，针对聚光岛、吸热岛、热能岛特点，提出了聚光岛、吸热岛、热能岛性能测试方案。聚光岛主要以定日镜聚光形成光斑的能流密度、定日镜跟踪精度性能为核心，建立了相应的测试理论和以朗伯靶、CCD 相机构成的测试平台。
③ 在定日镜跟踪精度研究方面，开发及验证了一种带镜面偏心距及其它固定几何误差定日镜的准确方位-俯仰跟踪公式。此外，以延庆八达岭实验基地为平台，建立了塔式实验电站，为储热、热功转换过程的性能测试奠定了基础。
④ 建立塔式太阳能热发电系统聚光岛、吸热岛的动态仿真数学模型。太阳能热发电是多物理过程、非稳态、强非线性耦合的复杂系统，针对太阳能变化的间歇性、不稳定性特点，根据太阳与地球位置变化基本规律，依据经典的太阳直射辐射模型，建立了模拟太阳能辐照的数学模型算法；利用非光线成像原理，深入研究了太阳能塔式电站定日镜镜面面型和反射光斑位置、形状随时间变化规律，建立了塔式电站定日镜的通用仿真数学模型；基于非成像光学、热力学、传热学和流体力学的基本原理，根据八达岭1MW 塔式电站吸热器、蓄热系统的结构和工作原理，采用模块化的建模方法，建立了八达岭塔式电站腔式吸热器、和双级蓄热系统的全工况仿真数学模型；分析太阳能热发电系统的量流结构，研究太阳能热发电系统内在作用规律。
⑤ 开发腔式吸热器热性能评价模型，并对塔式太阳能热发电站系统进行能量分析和火用分析。在分析聚光岛、吸热岛、热能岛能量聚集、传输和转换机理的基础上，针对聚光岛、吸热此外，在吸热岛、热能岛方面，依据成熟的热力学、传热学理论，建立了腔式吸热器的热性能评价模型，并基于此模型对塔式电站各个子系统进行了基于热力学第一定律和第二定律的能量分析。
⑥ 针对新型二级储热系统开发动态仿真模型，研究其内在工作机理。开发了基于能量守恒的动态仿真模型，并应用此模型对混凝土-蒸汽蓄热器二级储热系统的放热过程进行了模拟研究。研究中重点分析了放热过程中蒸汽蓄热器的蒸汽发生量、发生温度和压力等的变化规律。并考察了混凝土模块的放热特点和放热机理。研究表明此低成本的混凝土—蒸汽蓄热器二级储热系统能够有效的应用在以水蒸气为吸热工质的塔式太阳能热发电系统中。
⑦ 分析太阳能热发电系统的量流结构，研究太阳能热发电系统内在作用规律。在掌握对现有塔式电站流程基础上，以布雷顿热力循环、朗肯循环为核心，从太阳能聚光、蓄热、热功转换三个主要能量转化过程为研究对象，采用序贯模块，对西班牙PS10，美国SOLAR ONE, SOLAR TWO, 和德国SOLARGATE 进行了热力性能模拟。结果基本与文献相符。分析中，将能的品位分析方法引入太阳能热发电系统集成研究。通过聚光、集热、热-功转化的能量品位变化，找到发生不可逆损失的根源，发现太阳能热发电效率提高的突破口。⑧ 研究光热转化、热量传输、热量蓄存及热功能量转换匹配机制。分析太阳能热发电系统的量流结构，研究太阳能热发电系统内在作用规律，以八达岭塔式电站为对象，在建立太阳辐射、定日镜、吸热器、蓄热系统模型、汽轮发电机组模型的基础上，利用热力系统流体网络模型、进行了光热转化、热量传输、热量蓄存及热功能量转换耦合，初步建立了八达岭塔式太阳能热发电系统全工况动态仿真模型，利用STAR-90 仿真平台开发了国内首台太阳能热发电仿真机。基于研究分析，本课题提出了几种新型的太阳能热发电系统。
② 建立聚光岛性能测试的理论方法和测试平台。在分析聚光岛、吸热岛、热能岛能量聚集、传输和转换机理的基础上，针对聚光岛、吸热岛、热能岛特点，提出了聚光岛、吸热岛、热能岛性能测试方案。聚光岛主要以定日镜聚光形成光斑的能流密度、定日镜跟踪精度性能为核心，建立了相应的测试理论和以朗伯靶、CCD 相机构成的测试平台。
③ 在定日镜跟踪精度研究方面，开发及验证了一种带镜面偏心距及其它固定几何误差定日镜的准确方位-俯仰跟踪公式。此外，以延庆八达岭实验基地为平台，建立了塔式实验电站，为储热、热功转换过程的性能测试奠定了基础。
④ 建立塔式太阳能热发电系统聚光岛、吸热岛的动态仿真数学模型。太阳能热发电是多物理过程、非稳态、强非线性耦合的复杂系统，针对太阳能变化的间歇性、不稳定性特点，根据太阳与地球位置变化基本规律，依据经典的太阳直射辐射模型，建立了模拟太阳能辐照的数学模型算法；利用非光线成像原理，深入研究了太阳能塔式电站定日镜镜面面型和反射光斑位置、形状随时间变化规律，建立了塔式电站定日镜的通用仿真数学模型；基于非成像光学、热力学、传热学和流体力学的基本原理，根据八达岭1MW 塔式电站吸热器、蓄热系统的结构和工作原理，采用模块化的建模方法，建立了八达岭塔式电站腔式吸热器、和双级蓄热系统的全工况仿真数学模型；分析太阳能热发电系统的量流结构，研究太阳能热发电系统内在作用规律。
⑤ 开发腔式吸热器热性能评价模型，并对塔式太阳能热发电站系统进行能量分析和火用分析。在分析聚光岛、吸热岛、热能岛能量聚集、传输和转换机理的基础上，针对聚光岛、吸热此外，在吸热岛、热能岛方面，依据成熟的热力学、传热学理论，建立了腔式吸热器的热性能评价模型，并基于此模型对塔式电站各个子系统进行了基于热力学第一定律和第二定律的能量分析。
⑥ 针对新型二级储热系统开发动态仿真模型，研究其内在工作机理。开发了基于能量守恒的动态仿真模型，并应用此模型对混凝土-蒸汽蓄热器二级储热系统的放热过程进行了模拟研究。研究中重点分析了放热过程中蒸汽蓄热器的蒸汽发生量、发生温度和压力等的变化规律。并考察了混凝土模块的放热特点和放热机理。研究表明此低成本的混凝土—蒸汽蓄热器二级储热系统能够有效的应用在以水蒸气为吸热工质的塔式太阳能热发电系统中。
⑦ 分析太阳能热发电系统的量流结构，研究太阳能热发电系统内在作用规律。在掌握对现有塔式电站流程基础上，以布雷顿热力循环、朗肯循环为核心，从太阳能聚光、蓄热、热功转换三个主要能量转化过程为研究对象，采用序贯模块，对西班牙PS10，美国SOLAR ONE, SOLAR TWO, 和德国SOLARGATE 进行了热力性能模拟。结果基本与文献相符。分析中，将能的品位分析方法引入太阳能热发电系统集成研究。通过聚光、集热、热-功转化的能量品位变化，找到发生不可逆损失的根源，发现太阳能热发电效率提高的突破口。⑧ 研究光热转化、热量传输、热量蓄存及热功能量转换匹配机制。分析太阳能热发电系统的量流结构，研究太阳能热发电系统内在作用规律，以八达岭塔式电站为对象，在建立太阳辐射、定日镜、吸热器、蓄热系统模型、汽轮发电机组模型的基础上，利用热力系统流体网络模型、进行了光热转化、热量传输、热量蓄存及热功能量转换耦合，初步建立了八达岭塔式太阳能热发电系统全工况动态仿真模型，利用STAR-90 仿真平台开发了国内首台太阳能热发电仿真机。基于研究分析，本课题提出了几种新型的太阳能热发电系统。
课题今后研究重点为：掌握更深入的调控和集成技术；建立MW级热功率熔融盐吸热-储热-蒸汽发生综合实验平台，掌握熔融盐电站系统集成及调控技术。（太阳能光热产业技术创新战略联盟）
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