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塔式太阳能光热发电技术因其独特的优势被快速推进,该技术将向着大规模熔融盐吸热、储热以及单塔大规模高参数的方向发展。目前其初始投资较大,且太阳辐射的不稳定性和间歇性对电站稳定并网发电的运行过程也带来较高的要求,因此,对系统进行优化设计研究具有重要意义。本文将槽式、塔式、碟式与线性菲涅耳式四种太阳能光热发电技术的优缺点进行对比研究,并重点分解和分析了塔式光热电站系统。定义了一种新型的密集和交错布置相结合的定日镜场布置形式,并采用序贯模块法针对某100MW熔融盐塔式太阳能光热电站搭建了子系统数学模型和AspenPlus流程模型,仿真了系统在TMCR工况下不同负荷时的设备运行状况。借助Visual C#研发了具有良好交互性界面的塔式太阳能光热电站优化设计软件,计算分析了吸热器塔高(180~280m)、设计点DNI值(800~1200W/m~2)、太阳倍数(1.8~2.6)和储热小时数(5~14h)对系统热力性能的影响。采用新型定日镜场布置形式可以提高定日镜场效率2.4%,减少定日镜数量约1000面,LCOE降低了10.63%。相同太阳倍数和储热时长下设计点DNI值对定日镜数量影响较大,对镜场效率和光热转换效率的影响较小,取决于当地气候条件。吸热塔的塔高受限于实际生产水平,且随着塔高的逐渐增大定日镜场效率增加的趋势变缓,成本增加的趋势逐渐变大。太阳倍数在一定范围内增大可以增加集热量和发电量,但会受到投资和储热容量的限制,使得发电量增加的趋势逐渐变缓。在新型定日镜场的布置形式下,研究对象的最佳设计参数为设计点DNI值900W/m~2,太阳倍数2.6,储热时长12h,塔高238m。与现有软件SAM进行对比分析,结果表明搭建的系统模型可以较快且较为准确的反映系统特性。本文研发的太阳能热发电系统性能评价模型能够为整体系统的设计优化和性能优化提供理论支持,具有一定的工程实用价值。