[发明专利]塔式太阳能吸热器局部过热评价模型

说明书

技术领域

本发明具体涉及一种塔式太阳能吸热器局部过热评价模型。

背景技术

在塔式太阳能热发电站中，吸热器位于接收塔顶部，用于吸收由定日镜场反射来的高密度太阳辐射能。在吸热器工作时，当太阳辐射强度过大或镜场都对准吸热器中心点时，极易导致吸热器局部过热、能流密度分布严重不均等问题，严重时可能导致吸热器烧毁。随着电站容量的不断扩大，以及吸热器窗口（接收面）的不断增大，这个问题引起越来越多的关注。

针对以上问题，文献“Assessment of the Real-time Receiver Excess-Flux-Density Protection Software at Solar Two”(第八届国际太阳能热利用技术研讨会论文集)介绍了美国Solar Two电站采用了静态目标处理系统SAPS(Static Aim Processing System)和动态目标处理系统DAPS(Dynamic Aim Processing System)来控制吸热器上的能流密度分布。SAPS用于计算每台定日镜的相对偏移量，DAPS则用来处理吸热器的输入、输出温度，并计算出吸热器表面的能流密度分布。文献“Heuristic Knowledge-based Heliostat Field Control for the Optimization of the Temperature Distribution in a Volumetric Receiver”(Solar Energy 1999年第66期)介绍了西班牙CESA-1电站使用的定日镜场控制系统，通过控制吸热器上最高温度和最低温度的偏差值，来控制能流密度分布。

尽管以上两座大型塔式电站都设计了各自的镜场调度方法来控制吸热器接收面上的能流密度分布，但均没有吸热器是否过热的评价模型，无法对吸热器局部是否过热进行有效的判断。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，提供一种塔式太阳能吸热器局部过热评价模型。

为了达到上述目的，本发明提供了一种塔式太阳能吸热器局部过热评价模型，该模型采用吸热器局部过热的隶属度值d进行评价，                                                ；其中T_i为吸热器窗口第i个测点温度，μ(T_i)为温度T_i隶属于局部过热的模糊隶属函数；为温度变化率，为温度变化率隶属于局部过热的模糊隶属函数；A_i为吸热器能流密度均匀分布的判断因子，；，n为吸热器窗口温度测点数，T_i为当前评价点温度，μ(A_i)为判断因子A_i隶属于局部过热的模糊隶属函数；α₁、α₂、α₃分别为温度T_i、温度变化率、判断因子A_i三种影响因素的权重系数，且α₁+α₂+α₃=1。其中，α₁≥α₂≥α₃。

其中温度T_i隶属于局部过热的模糊隶属函数为：

式中：T_i（i=1,2,…,n）为吸热器窗口第i个测点温度；max为吸热材料耐热温度阈值；表示T_i取值的正常范围，表示正常取值的上限值；m₁为正整数，最佳值取2。

温度变化率隶属于局部过热的模糊隶属函数为：