[发明专利]水蓄能斜温层动态监测方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及水蓄能技术领域，尤其涉及一种水蓄能斜温层动态监测方法及系统。

背景技术

目前国家大部分地区实行峰谷电价(峰段电价、平段电价和谷段电价)政策，即不同时段执行不同的电费单价，以引导用户合理调整用电负荷，实现电力资源有效配置。

自然分层水蓄能是基于水因密度不同而形成不同温度的分层原理，低温水由于密度相对较大而聚集在蓄能装置下部，高温水密度较小聚集在蓄能装置上部。因此，在谷段电价时段将冷量或热量通过蓄能装置储存起来，在峰段电价或平段电价将冷量或热量释放出来，就可以实现节约电费的目的。

在自然分层水蓄能的蓄能装置中，介于低温水与高温水之间将产生一个温度变化较大的梯度区，此区域通常称为“斜温层”，其功能就如同一道界线将低温水与高温水隔离，并防止低温水与高温水在垂直方向混合，斜温层的厚薄程度是评价蓄能装置性能的重要指标，因此需要对其进行监测。

现有测量斜温层的方法是：在蓄能装置1内沿蓄水深度方向均匀间隔设置温度传感器T1、T2、T3、T4、T5、T6、T7……Tn，根据多个相邻的温度传感器直接测得的温度值来判断斜温层厚度区间，如图1所示。例如，图1中蓄能装置内的温度传感器按0.5m垂直均匀间隔布置，蓄能设计工况为蓄冷温度4℃，放冷回水温度为12℃，则若温度传感器T3测量的温度值是4.3℃，温度传感器T4测量的温度值是9.6℃，温度传感器T5测量的温度值是11.8℃，则认为斜温层厚度在0.5m-1m之间。

然而，现有的测量斜温层的方法存在以下缺陷：

1、因设置的温度传感器是间隔离散排列的，测量的精确度取决于相邻两个温度传感器的间隔距离，其误差范围为“0-两个相邻温度传感器的间隔距离”，而通常斜温层厚度会在1.0m以内，温度传感器的设置间隔一般为0.5m，因此斜温层厚度的测量误差会很大。

2、斜温层厚度的测量依赖于温度传感器的设置间隔作为参考标尺，同时需要多个相邻温度传感器的数据进行判断。因此当温度传感器的设置间隔为不规则或多个相邻温度传感器中出现一个或一个以上温度传感器故障时，将难以对斜温层厚度进行判断。

发明内容

本发明要解决的技术问题在于，提供一种提高斜温层测量精度的水蓄能斜温层动态监测方法及系统。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种水蓄能斜温层动态监测方法，包括以下步骤：

S1、采集蓄能装置中温度传感器感测到的温度值Ti；所述蓄能装置内安装有多个所述温度传感器，多个所述温度传感器在垂直方向上自下而上间隔排布；

S2、按以下公式确定斜温层厚度的温度区间；

其中，θ为无因次温度，0＜θ＜1；Tc为所述蓄能装置预定的冷水温度，Th为所述蓄能装置预定的温水温度；当θ为0.125～0.875，则确定Ti在θ从0.125～0.875之间变化的温度为斜温层厚度的温度区间；

S3、采集通过Ti获得θ为0.125时所述蓄能装置上部水管或下部水管的流量值Q1，以及通过Ti获得θ为0.875时所述蓄能装置上部水管或下部水管的流量值Q2；

S4、按以下公式计算通过所述温度传感器位置处的斜温层厚度Hi：

Hi＝丨Q1-Q2丨/A

其中，A为所述蓄能装置的横截面积。

优选地，重复执行步骤S1-S4，获得斜温层通过所述蓄能装置中每一个温度传感器时的厚度。

优选地，该水蓄能斜温层动态监测方法还包括以下步骤：

S5、按以下公式计算所述蓄能装置在蓄能过程的平均斜温层厚度H：

H＝(H1+H2+…+Hn)/n；

n为所述温度传感器的数量，H1+H2+…+Hn为所有温度传感器对应的斜温层的厚度总和。

优选地，在所述蓄能装置的垂直方向上，从上到下依次采集每一温度传感器感测到的温度值Ti，以处理获得斜温层依次通过每一所述温度传感器时的厚度Hi。

优选地，所述步骤S1之前，在所述蓄能装置上部水管或下部水管安装流量计。

优选地，所述步骤S1包括：

温度传感器将感测到的温度信号发送至处理中心；

处理中心根据所收到的温度信号进行处理，获得温度值。

本发明还提供一种水蓄能斜温层动态监测系统，包括：

采集蓄能装置中温度传感器感测到的温度值Ti的第一采集模块；

根据采集的温度值Ti计算θ以确定斜温层厚度的温度区间的第一计算模块；