塔式太阳能电站接收器的运行优化方法
专利汇可以提供塔式太阳能电站接收器的运行优化方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种塔式 太阳能 电站接收器的运行优化方法，实施步骤如下：(1)搭建塔式太阳能接收器的分布参数模型并仿真得到不同光照强度下，当电站净发电效率最高时，接收器出口 温度 的数值；(2)设计PID 控制器 ，其中控制器的控制变量为接收器入口处 传热 介质 流速，被控变量为接收器出口处传热介质温度；(3)以全天电站净发电量最大为优化目标，构造动态优化问题；(4)通过CVP_SS将连续NLP优化问题的控制变量离散化，进而采用SQP 算法 进行求解。本发明中，塔式太阳能电站接收器的运行优化方法，在保证接收器平稳运行的前提下，同时提高了电站的净发电量，为塔式太阳能电站的商业化运行提供了参考。，下面是塔式太阳能电站接收器的运行优化方法专利的具体信息内容。
1.一种塔式太阳能电站接收器的运行优化方法，其特征在于它的步骤如下：
1)搭建塔式太阳能电站接收器的分布参数模型并仿真得到不同光照强度下，当电站净发电效率最高时，接收器出口温度的数值；
所述的步骤1)具体为：
1.1根据能量守恒方程，接收器的分布参数模型为：
其中，Ai为接收器管壁内表面面积，Amirror为定日镜场总面积，Ao为接收器管道受光面外部面积，Cm为接收器管壁比热，Cf为传热介质比热，hi为接收器管壁与内部传热介质对流换热系数，ho为接收器管壁与外部环境对流换热系数，I为光照强度，m为传热介质流速，t为时间，Ta为环境温度，Tf为传热介质温度，Tm为接收器管壁温度，Vf为接收器管道内传热介质体积，Vm为接收器管壁体积，x为接收器长度，ε为黑度，ηopt为镜场综合效率，ρf为传热介质密度，ρm为接收器管壁密度，σ为黑体辐射常数；
1.2选取太阳光照强度I分别为I0、I0+Δ、I0+2Δ、I0+3Δ、I0+4Δ的典型值；其中I0为电站能否发电的最低光照强度，I0+4Δ为一天内最大光照强度；
1.3塔式太阳能电站接收器部件的运行优化需要对功率转换系统以及电泵做如下计算：
功率转换系统等效为一个朗肯循环模型，其转换效率ηrank为：
其中，Tout为接收器出口处温度，
电泵消耗的功率Ppump为：
其中，K1、K2与g为常数，L为管道的长度，d为管道的直径；
同时，接收器内流动的传热介质吸收的功率Psolar为：
Psolar＝mCf(Tout-Tfin) (5)
因此，电站在某固定太阳光照强度下的净发电功率Pnet为：
1.4仿真得到不同光照强度I下电站净发电效率关于接收器出口处传热介质温度的曲线，其中，净发电效率ηnet的计算公式为：
其中，I为步骤1.2中选定的某一典型值，
1.5通过曲线观察电站净发电效率关于接收器出口处传热介质温度的关系，得到当净发电效率最高时，接收器出口处传热介质的温度；
2)设计PID控制器，其中控制器的控制变量为接收器入口处传热介质流速，被控变量为接收器出口处传热介质温度；
3)以全天电站净发电量最大为优化目标，构造优化问题；
4)通过CVP_SS将连续NLP优化问题的控制变量离散化，进而采用SQP算法进行求解，得到电站全天发电量最大时接收器出口处传热介质温度设定值的变化曲线。
2.如权利要求1所述的一种塔式太阳能电站接收器的运行优化方法，其特征在于所述的步骤3)为：
当不考虑电价变化的影响时，电站收益的影响因素是能量转换过程中的热损失以及运行的操作成本，即电站能够提供的净发电量，电站一天内n个小时的总发电量为各个小时发电量的积分，考虑到实际意义，以决策变量即优化变量为接收器出口处传热介质温度的设定值、全天电站净发电量最大为优化目标的优化命题可描述为：
3.如权利要求1所述的一种塔式太阳能电站接收器的运行优化方法，其特征在于所述的步骤4)为：
步骤3)中的优化命题为连续的非线性问题，在求解上采用基于控制向量参数化方法的CVP_SS方法，仅离散化控制向量而保持状态向量不变，将两点边界值问题转化为初值问题进行求解，具体实现步骤如下：
4.1初始化，设定时间分段常数N，将时间区间[0,T]分成N段，每段的时间长度为δk，k＝
1,…，N，这些量不一定要全部相等，但是要满足下列的方程：
将控制变量u(t)即优化问题的决策变量按照时间的分段离散成参数向量ζ，动态优化问题就转化为非线性规划问题；
4.2设定参数向量的初始值 置j＝0，其中，k表示第k个时间分段；
4.3根据 计算得到目标函数值Qj；
4.4计算梯度信息▽Qj，并根据梯度基于SQP算法获得下一迭代点
4.5若满足停止准则，则算法终止；否则，置j＝j+1；重复步骤4.3和4.4。
塔式太阳能电站接收器的运行优化方法
技术领域
背景技术
发明内容
具体实施方式
6.76％。
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