中國科學院電工研究所徐二樹研究員向與會人員介紹《大規模太陽能熱發電系統集成及調控策略》近兩年的研究進展情況：
①完成光－熱－功能量轉化微型實驗臺的搭建、調試及實驗方案。在研究光熱轉換、熱功轉換的內在作用規律的基礎上，提出了光－熱－功能量轉化微型實驗臺的設計方案，建立了光熱轉換實驗裝置，初步開展了15kW槽式集熱器光－熱轉化的熱力性能實驗，并考察了太陽輻照強度對槽式真空集熱管集熱效率的影響。
②建立聚光島性能測試的理論方法和測試平臺。在分析聚光島、吸熱島、熱能島能量聚集、傳輸和轉換機理的基礎上，針對聚光島、吸熱島、熱能島特點，提出了聚光島、吸熱島、熱能島性能測試方案。聚光島主要以定日鏡聚光形成光斑的能流密度、定日鏡跟蹤精度性能為核心，建立了相應的測試理論和以朗伯靶、CCD相機構成的測試平臺。
③在定日鏡跟蹤精度研究方面，開發及驗證了一種帶鏡面偏心距及其它固定幾何誤差定日鏡的準確方位-俯仰跟蹤公式。此外，以延慶八達嶺實驗基地為平臺，建立了塔式實驗電站，為儲熱、熱功轉換過程的性能測試奠定了基礎。
④建立塔式太陽能熱發電系統聚光島、吸熱島的動態仿真數學模型。太陽能熱發電是多物理過程、非穩態、強非線性耦合的復雜系統，針對太陽能變化的間歇性、不穩定性特點，根據太陽與地球位置變化基本規律，依據經典的太陽直射輻射模型，建立了模擬太陽能輻照的數學模型算法；利用非光線成像原理，深入研究了太陽能塔式電站定日鏡鏡面面型和反射光斑位置、形狀隨時間變化規律，建立了塔式電站定日鏡的通用仿真數學模型；基于非成像光學、熱力學、傳熱學和流體力學的基本原理，根據八達嶺1MW塔式電站吸熱器、蓄熱系統的結構和工作原理，采用模塊化的建模方法，建立了八達嶺塔式電站腔式吸熱器、和雙級蓄熱系統的全工況仿真數學模型；分析太陽能熱發電系統的量流結構，研究太陽能熱發電系統內在作用規律。
⑤開發腔式吸熱器熱性能評價模型，并對塔式太陽能熱發電站系統進行能量分析和火用分析。在分析聚光島、吸熱島、熱能島能量聚集、傳輸和轉換機理的基礎上，針對聚光島、吸熱此外，在吸熱島、熱能島方面，依據成熟的熱力學、傳熱學理論，建立了腔式吸熱器的熱性能評價模型，并基于此模型對塔式電站各個子系統進行了基于熱力學第一定律和第二定律的能量分析。
⑥針對新型二級儲熱系統開發動態仿真模型，研究其內在工作機理。開發了基于能量守恒的動態仿真模型，并應用此模型對混凝土-蒸汽蓄熱器二級儲熱系統的放熱過程進行了模擬研究。研究中重點分析了放熱過程中蒸汽蓄熱器的蒸汽發生量、發生溫度和壓力等的變化規律。并考察了混凝土模塊的放熱特點和放熱機理。研究表明此低成本的混凝土—蒸汽蓄熱器二級儲熱系統能夠有效的應用在以水蒸氣為吸熱工質的塔式太陽能熱發電系統中。
⑦分析太陽能熱發電系統的量流結構，研究太陽能熱發電系統內在作用規律。在掌握對現有塔式電站流程基礎上，以布雷頓熱力循環、朗肯循環為核心，從太陽能聚光、蓄熱、熱功轉換三個主要能量轉化過程為研究對象，采用序貫模塊，對西班牙PS10，美國SOLARONE,SOLARTWO,和德國SOLARGATE進行了熱力性能模擬。結果基本與文獻相符。分析中，將能的品位分析方法引入太陽能熱發電系統集成研究。通過聚光、集熱、熱-功轉化的能量品位變化，找到發生不可逆損失的根源，發現太陽能熱發電效率提高的突破口。⑧研究光熱轉化、熱量傳輸、熱量蓄存及熱功能量轉換匹配機制。分析太陽能熱發電系統的量流結構，研究太陽能熱發電系統內在作用規律，以八達嶺塔式電站為對象，在建立太陽輻射、定日鏡、吸熱器、蓄熱系統模型、汽輪發電機組模型的基礎上，利用熱力系統流體網絡模型、進行了光熱轉化、熱量傳輸、熱量蓄存及熱功能量轉換耦合，初步建立了八達嶺塔式太陽能熱發電系統全工況動態仿真模型，利用STAR-90仿真平臺開發了國內首臺太陽能熱發電仿真機。基于研究分析，本課題提出了幾種新型的太陽能熱發電系統。
課題今后研究重點為：掌握更深入的調控和集成技術；建立MW級熱功率熔融鹽吸熱-儲熱-蒸汽發生綜合實驗平臺，掌握熔融鹽電站系統集成及調控技術。
