塔式太陽能熱電系統聚光集熱子系統的優化方法技術方案

本發明專利技術公開了一種塔式太陽能熱電系統聚光集熱子系統的優化方法，實施步驟如下：(1)將定日鏡場分塊，以接收器表面聚焦點位置為決策變量，以接收器出口熔鹽溫度盡量高為目標，以接收器表面能量分布標準差小于閾值為約束，構造優化問題；(2)利用改進復合形法求解優化問題；(3)利用基于MBDFO算法的改進優化方法求解優化問題。本發明專利技術中，塔式太陽能熱電系統聚光集熱子系統的優化方法，在保證接收器出口熔鹽溫度盡量高的條件下，使接收器表面能量分布更加均勻以避免局部過熱，有利于保護接收器、提高換熱效率，為塔式太陽能熱電站的運行提供參考。

Optimization method of condensing heat collection subsystem of tower solar thermoelectric system

The invention discloses a solar tower power system heat collecting subsystem optimization method, the implementation steps are as follows: (1) the heliostat field block, the receiver surface location of focus as the decision variable, to receiver exit temperature of molten salt is as high as the goal, to receive the surface energy distribution of the standard deviation is less than the threshold as the constraint, the optimization problem is set up; (2) using the improved complex method for solving optimization problems; (3) using the improved MBDFO algorithm based on optimization method for solving optimization problems. In the invention, the optimization method of solar tower power system heat collecting subsystem, the receiver exit temperature of molten salt is as high as possible under the condition of the receiver surface energy distribution more uniform to avoid local overheating, is conducive to the protection of the receiver and improve the efficiency of heat transfer, provide a reference for the operation of the solar thermal power station tower.

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及塔式太陽能熱發電系統領域，特別是涉及一種塔式太陽能熱電系統聚光集熱子系統的優化方法。
技術介紹
塔式太陽能熱發電系統是利用很多面獨立跟蹤太陽的定日鏡，將光線聚焦到一個固定在塔頂部的接收器上，并以熱能的形式加以利用，帶動汽輪機、發電機來發電。整個塔式太陽能系統分為聚光、集熱、蓄熱、輔助能源和發電5個子系統，能量傳遞的過程中有太陽能-熱能-機械能-電能的轉換。其中聚光集熱子系統是太陽能轉化為熱能的關鍵系統，研究聚光集熱子系統的優化工作有利于提高發電效率，對接收器的安全保護工作有重要的指導作用。有關塔式太陽能聚光集熱系統的優化，現有的研究大多是設計優化；性能優化大部分是針對某單個子系統的局部優化，缺乏在整體系統基礎上的優化研究。
技術實現思路
本專利技術提供了一種塔式太陽能熱電系統聚光集熱子系統的優化方法，采用的技術方案如下：一種塔式太陽能熱電系統聚光集熱子系統的優化方法包括如下步驟：1)將定日鏡場分塊，以接收器表面聚焦點位置為決策變量，以接收器出口熔鹽溫度在不揮發的情況下盡量高為目標，以接收器表面能量分布標準差小于閾值為約束，構造優化問題；2)利用改進復合形法或基于MBDFO算法的改進優化方法求解優化問題；根據求解結果調整聚焦點的位置實現塔式太陽能熱電系統聚光集熱子系統的優化。進一步的，所述的步驟1)具體為：將鏡場分為兩個區域，采用雙聚焦點策略，即一部分定日鏡照射到聚焦點1， 另一部分定日鏡照射到聚焦點2，兩個聚焦點坐標分別為(0,0,z1)，(0,0,z2)，以接收器出口熔鹽溫度在不揮發的情況下盡量高為目標，以接收器表面能量分布標準差小于閾值為約束，構造優化問題如式(1)所示：其中，Tv表示熔鹽的揮發溫度值，為常量，Tfss為接收器出口熔鹽溫度穩態值，它表示為z1，z2的函數fitness(z1,z2)，z1和z2表示兩個聚焦點z軸坐標，其取值不得超過接收器豎直高度ht，F為接收器表面能量值的標準差，表示為自變量z1，z2的函數g(z1,z2)，F0為設定的最大標準差。進一步的，當優化方法為改進復合形法時，所述的求解優化問題的過程具體為：將式(1)所示的優化模型表示為minf(x),x∈Rn,s.t.g(x)≥0，其中，x＝[z1；z2]，表示兩個聚焦點的z坐標，目標函數f(x)表示接收器出口溫度穩態值Tfss，約束函數g(x)包括Tv-Tfss、F0-F以及三個約束，復合形法的算法步驟如下：3.1)選取初始復合形{x0,x1,···,xn本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種塔式太陽能熱電系統聚光集熱子系統的優化方法，其特征在于包括如下步驟：1)將定日鏡場分塊，以接收器表面聚焦點位置為決策變量，以接收器出口熔鹽溫度在不揮發的情況下盡量高為目標，以接收器表面能量分布標準差小于閾值為約束，構造優化問題；2)利用改進復合形法或基于MBDFO算法的改進優化方法求解優化問題；根據求解結果調整聚焦點的位置實現塔式太陽能熱電系統聚光集熱子系統的優化。

【技術特征摘要】
1.一種塔式太陽能熱電系統聚光集熱子系統的優化方法，其特征在于包括如下步驟：1)將定日鏡場分塊，以接收器表面聚焦點位置為決策變量，以接收器出口熔鹽溫度在不揮發的情況下盡量高為目標，以接收器表面能量分布標準差小于閾值為約束，構造優化問題；2)利用改進復合形法或基于MBDFO算法的改進優化方法求解優化問題；根據求解結果調整聚焦點的位置實現塔式太陽能熱電系統聚光集熱子系統的優化。2.如權利要求1所述的一種塔式太陽能熱電系統聚光集熱子系統的優化方法，其特征在于所述的步驟1)具體為：將鏡場分為兩個區域，采用雙聚焦點策略，即一部分定日鏡照射到聚焦點1，另一部分定日鏡照射到聚焦點2，兩個聚焦點坐標分別為(0,0,z1)，(0,0,z2)，以接收器出口熔鹽溫度在不揮發的情況下盡量高為目標，以接收器表面能量分布標準差小于閾值為約束，構造優化問題如式(1)所示： min | T v - T f s s | s . t . T f s s = f i t n e s s ( z 1 , z 2 ) - h t 2 < z 1 < ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：趙豫紅，劉紫軍，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江;33