塔式太阳能热电系统聚光集热子系统的优化方法技术方案

本发明专利技术公开了一种塔式太阳能热电系统聚光集热子系统的优化方法，实施步骤如下：(1)将定日镜场分块，以接收器表面聚焦点位置为决策变量，以接收器出口熔盐温度尽量高为目标，以接收器表面能量分布标准差小于阈值为约束，构造优化问题；(2)利用改进复合形法求解优化问题；(3)利用基于MBDFO算法的改进优化方法求解优化问题。本发明专利技术中，塔式太阳能热电系统聚光集热子系统的优化方法，在保证接收器出口熔盐温度尽量高的条件下，使接收器表面能量分布更加均匀以避免局部过热，有利于保护接收器、提高换热效率，为塔式太阳能热电站的运行提供参考。

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.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及塔式太阳能热发电系统领域，特别是涉及一种塔式太阳能热电系统聚光集热子系统的优化方法。
技术介绍
塔式太阳能热发电系统是利用很多面独立跟踪太阳的定日镜，将光线聚焦到一个固定在塔顶部的接收器上，并以热能的形式加以利用，带动汽轮机、发电机来发电。整个塔式太阳能系统分为聚光、集热、蓄热、辅助能源和发电5个子系统，能量传递的过程中有太阳能-热能-机械能-电能的转换。其中聚光集热子系统是太阳能转化为热能的关键系统，研究聚光集热子系统的优化工作有利于提高发电效率，对接收器的安全保护工作有重要的指导作用。有关塔式太阳能聚光集热系统的优化，现有的研究大多是设计优化；性能优化大部分是针对某单个子系统的局部优化，缺乏在整体系统基础上的优化研究。
技术实现思路
本专利技术提供了一种塔式太阳能热电系统聚光集热子系统的优化方法，采用的技术方案如下：一种塔式太阳能热电系统聚光集热子系统的优化方法包括如下步骤：1)将定日镜场分块，以接收器表面聚焦点位置为决策变量，以接收器出口熔盐温度在不挥发的情况下尽量高为目标，以接收器表面能量分布标准差小于阈值为约束，构造优化问题；2)利用改进复合形法或基于MBDFO算法的改进优化方法求解优化问题；根据求解结果调整聚焦点的位置实现塔式太阳能热电系统聚光集热子系统的优化。进一步的，所述的步骤1)具体为：将镜场分为两个区域，采用双聚焦点策略，即一部分定日镜照射到聚焦点1， 另一部分定日镜照射到聚焦点2，两个聚焦点坐标分别为(0,0,z1)，(0,0,z2)，以接收器出口熔盐温度在不挥发的情况下尽量高为目标，以接收器表面能量分布标准差小于阈值为约束，构造优化问题如式(1)所示：其中，Tv表示熔盐的挥发温度值，为常量，Tfss为接收器出口熔盐温度稳态值，它表示为z1，z2的函数fitness(z1,z2)，z1和z2表示两个聚焦点z轴坐标，其取值不得超过接收器竖直高度ht，F为接收器表面能量值的标准差，表示为自变量z1，z2的函数g(z1,z2)，F0为设定的最大标准差。进一步的，当优化方法为改进复合形法时，所述的求解优化问题的过程具体为：将式(1)所示的优化模型表示为minf(x),x∈Rn,s.t.g(x)≥0，其中，x＝[z1；z2]，表示两个聚焦点的z坐标，目标函数f(x)表示接收器出口温度稳态值Tfss，约束函数g(x)包括Tv-Tfss、F0-F以及三个约束，复合形法的算法步骤如下：3.1)选取初始复合形{x0,x1,···,xn本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种塔式太阳能热电系统聚光集热子系统的优化方法，其特征在于包括如下步骤：1)将定日镜场分块，以接收器表面聚焦点位置为决策变量，以接收器出口熔盐温度在不挥发的情况下尽量高为目标，以接收器表面能量分布标准差小于阈值为约束，构造优化问题；2)利用改进复合形法或基于MBDFO算法的改进优化方法求解优化问题；根据求解结果调整聚焦点的位置实现塔式太阳能热电系统聚光集热子系统的优化。

【技术特征摘要】
1.一种塔式太阳能热电系统聚光集热子系统的优化方法，其特征在于包括如下步骤：1)将定日镜场分块，以接收器表面聚焦点位置为决策变量，以接收器出口熔盐温度在不挥发的情况下尽量高为目标，以接收器表面能量分布标准差小于阈值为约束，构造优化问题；2)利用改进复合形法或基于MBDFO算法的改进优化方法求解优化问题；根据求解结果调整聚焦点的位置实现塔式太阳能热电系统聚光集热子系统的优化。2.如权利要求1所述的一种塔式太阳能热电系统聚光集热子系统的优化方法，其特征在于所述的步骤1)具体为：将镜场分为两个区域，采用双聚焦点策略，即一部分定日镜照射到聚焦点1，另一部分定日镜照射到聚焦点2，两个聚焦点坐标分别为(0,0,z1)，(0,0,z2)，以接收器出口熔盐温度在不挥发的情况下尽量高为目标，以接收器表面能量分布标准差小于阈值为约束，构造优化问题如式(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 < ...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵豫红，刘紫军，
申请(专利权)人：浙江大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33