[发明专利]一种CO2

说明书

本发明公开了一种CO₂跨临界循环的余热发电系统设计方法，用于解决现有技术中的研究大多是围绕着CO₂跨临界循环系统的热力学分析和运行优化设计来进行的，尚缺乏对可控的CO₂跨临界循环的余热发电系统的建模及控制的研究的技术问题。本发明方法包括：根据CO₂跨临界循环的余热发电系统内部的构成部件，建立构成部件的模型，构成部件包括蒸发器、冷凝器、膨胀机和工质泵；将构成部件的模型通过预置的输入输出关系连接，获得余热发电系统的整体模型；通过建立偏最小二乘法PLS框架，将余热发电系统的整体模型转换为多个单回路系统；对每个单回路系统设计控制器，并通过对每个单回路系统进行单独控制来控制余热发电系统的整体模型。

技术领域

本发明涉及余热发电技术领域，尤其涉及一种CO₂跨临界循环的余热发电系统设计方法。

背景技术

随着全球化的能源消耗日益增多，传统的化石能源已面临枯竭，寻找绿色可再生新能源是目前人类的研究重点。在能源消耗总量中，工业能耗占能源消耗总量的70％左右，而工业能耗的50％以上都转化成为不同载体和不同温度的余热，不能被有效地回收利用。因此，为了有效回收利用工业能耗中转化的余热，目前已提出了很多将低品位热源转换成电能的新型热力循环，CO₂跨临界循环便是其中的一种方法。

然而，尽管目前已经有很多关于CO₂跨临界循环的研究，包括各种低品位余热资源的回收利用，但这些研究大多都是围绕着CO₂跨临界循环系统的热力学分析和运行优化设计来进行的，现有技术尚缺乏对可控的CO₂跨临界循环的余热发电系统的建模及控制的研究。

发明内容

本发明提供了一种CO₂跨临界循环的余热发电系统设计方法，解决了现有技术中的研究大多是围绕着CO₂跨临界循环系统的热力学分析和运行优化设计来进行的，尚缺乏对可控的CO₂跨临界循环的余热发电系统的建模及控制的研究的技术问题。

本发明提供的一种CO₂跨临界循环的余热发电系统设计方法，其特征在于，包括：

根据CO₂跨临界循环的余热发电系统内部的构成部件，建立所述构成部件的模型，所述构成部件包括蒸发器、冷凝器、膨胀机和工质泵；

将所述构成部件的模型通过预置的输入输出关系连接，获得所述余热发电系统的整体模型；

通过建立偏最小二乘法PLS框架，将所述余热发电系统的整体模型转换为多个单回路系统；

对每个单回路系统设计控制器，并通过对每个单回路系统进行单独控制来控制所述余热发电系统的整体模型。

优选地，所述对每个单回路系统设计控制器之前还包括：

收集所述多个单回路系统的输入数据和输出数据，并对所述输入数据和输出数据进行标准化处理；

根据标准化处理后的输入数据和输出数据建立所述多个单回路系统的 PLS模型，并计算所述PLS模型的负载矩阵和回归系数矩阵；

根据所述负载矩阵和所述回归系数矩阵计算补偿器的矩阵，将所述补偿器的矩阵作为所述多个单回路系统的补偿器，并将每个单回路系统投影到PLS 子空间中。

优选地，所述对每个单回路系统设计控制器包括：

对每个单回路系统设计线性自抗扰控制器。

优选地，所述对每个单回路系统设计线性自抗扰控制器包括：