本技術(shù)涉及換熱器，特別涉及一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)陣列式換熱器的描述方法及裝置。

背景技術(shù)：

1、目前，一些先進的絕熱壓縮空氣儲能系統(tǒng)通過在發(fā)電側(cè)摒棄了傳統(tǒng)壓縮空氣儲能系統(tǒng)需要燃燒室為輸送至透平機的空氣加熱這一缺點，而受到廣泛關(guān)注。

2、作為先進絕熱壓儲系統(tǒng)的重要一環(huán)，對于換熱器的研究也在不斷開展?，F(xiàn)有壓縮空氣儲能系統(tǒng)大多采用逆流換熱器(counter-flow?heat?exchanger，che)，其具有適用于大質(zhì)量流率、高壓環(huán)境、換熱效率高等優(yōu)點。

3、然而，壓縮空氣儲能系統(tǒng)的換熱器多為大容量單體換熱器，其無法很好地根據(jù)運行要求靈活調(diào)整自身參數(shù)以適應(yīng)不同運行工況，難以克服現(xiàn)階段壓縮空氣儲能電站中的寬工況、變工況等運行難題，亟待解決。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本技術(shù)提供一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)陣列式換熱器的描述方法及裝置，以解決現(xiàn)有絕熱壓儲系統(tǒng)中陣列式換熱器節(jié)點、單元數(shù)量龐大，建模較為困難等問題。

2、本技術(shù)第一方面實施例提供一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)陣列式換熱器的描述方法，包括以下步驟：基于預(yù)設(shè)的壓縮空氣儲能系統(tǒng)的逆流換熱器模型，建立所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；通過所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對應(yīng)的數(shù)學(xué)描述矩陣；判斷所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否發(fā)生變換，其中，若所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變換，則根據(jù)變換后的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定相應(yīng)的修正策略，以利用所述修正策略修正所述數(shù)學(xué)描述矩陣，否則通過所述數(shù)學(xué)描述矩陣描述所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

3、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述通過所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對應(yīng)的數(shù)學(xué)描述矩陣，包括：基于所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確定所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中熱阻支路對應(yīng)的節(jié)點-熱阻支路關(guān)聯(lián)矩陣以及等效溫度源支路對應(yīng)的節(jié)點-等效支路第一關(guān)聯(lián)矩陣；根據(jù)所述節(jié)點-熱阻支路關(guān)聯(lián)矩陣和所述節(jié)點-等效支路第一關(guān)聯(lián)矩陣計算所述數(shù)學(xué)描述矩陣。

4、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述若所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變換，則根據(jù)變換后的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定相應(yīng)的修正策略，以利用所述修正策略修正所述數(shù)學(xué)描述矩陣，包括：當(dāng)所述變換后的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的第一換熱器單元和第二換熱器單元為冷熱流體全串聯(lián)狀態(tài)，且冷流體從所述第一換熱器單元流向所述第二換熱器單元時，生成節(jié)點-等效支路第二關(guān)聯(lián)矩陣和第一等效支路導(dǎo)納矩陣，并根據(jù)所述節(jié)點-等效支路第二關(guān)聯(lián)矩陣和所述第一等效支路導(dǎo)納矩陣修正所述數(shù)學(xué)描述矩陣，得到第一數(shù)學(xué)描述修正矩陣；當(dāng)所述變換后的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的所述第一換熱器單元和所述第二換熱器單元為冷流體串聯(lián)狀態(tài)，且所述冷流體從所述第一換熱器單元流向所述第二換熱器單元時，生成節(jié)點-等效支路第三關(guān)聯(lián)矩陣和第二等效支路導(dǎo)納矩陣，并根據(jù)所述節(jié)點-等效支路第三關(guān)聯(lián)矩陣和所述第二等效支路導(dǎo)納矩陣修正所述數(shù)學(xué)描述矩陣，得到第二數(shù)學(xué)描述修正矩陣；當(dāng)所述變換后的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的所述第一換熱器單元和所述第二換熱器單元為熱流體串聯(lián)狀態(tài)，且所述熱流體從所述第二換熱器單元流向所述第一換熱器單元時，生成節(jié)點-等效支路第四關(guān)聯(lián)矩陣和第三等效支路導(dǎo)納矩陣，并根據(jù)所述節(jié)點-等效支路第四關(guān)聯(lián)矩陣和所述第三等效支路導(dǎo)納矩陣修正所述數(shù)學(xué)描述矩陣，得到第三數(shù)學(xué)描述修正矩陣；基于所述第一數(shù)學(xué)描述修正矩陣或所述第二數(shù)學(xué)描述修正矩陣或所述第三數(shù)學(xué)描述修正矩陣，對所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)的陣列式換熱器進行描述。

5、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述數(shù)學(xué)描述矩陣的數(shù)學(xué)表達式為：

6、

7、其中，y為熱阻支路導(dǎo)納矩陣；a表示所述節(jié)點-熱阻支路關(guān)聯(lián)矩陣；t表示節(jié)點溫度列矢量；表示支路熱流量列矢量，rn表示換熱器熱阻。

8、本技術(shù)第二方面實施例提供一種壓縮空氣儲能系統(tǒng)陣列式換熱器的描述裝置，包括：拓?fù)錁?gòu)建模塊，用于基于預(yù)設(shè)的壓縮空氣儲能系統(tǒng)的逆流換熱器模型，建立所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；矩陣構(gòu)建模塊，用于通過所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對應(yīng)的數(shù)學(xué)描述矩陣；修正模塊，用于判斷所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否發(fā)生變換，其中，若所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變換，則根據(jù)變換后的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定相應(yīng)的修正策略，以利用所述修正策略修正所述數(shù)學(xué)描述矩陣，否則通過所述數(shù)學(xué)描述矩陣描述所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

9、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述矩陣構(gòu)建模塊包括：確定單元，用于基于所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，確定所述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中熱阻支路對應(yīng)的節(jié)點-熱阻支路關(guān)聯(lián)矩陣以及等效溫度源支路對應(yīng)的節(jié)點-等效支路第一關(guān)聯(lián)矩陣；計算單元，用于根據(jù)所述節(jié)點-熱阻支路關(guān)聯(lián)矩陣和所述節(jié)點-等效支路第一關(guān)聯(lián)矩陣計算所述數(shù)學(xué)描述矩陣。

10、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述修正模塊包括：第一變換單元，用于當(dāng)所述變換后的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的第一換熱器單元和第二換熱器單元為冷熱流體全串聯(lián)狀態(tài)，且冷流體從所述第一換熱器單元流向所述第二換熱器單元時，生成節(jié)點-等效支路第二關(guān)聯(lián)矩陣和第一等效支路導(dǎo)納矩陣，并根據(jù)所述節(jié)點-等效支路第二關(guān)聯(lián)矩陣和所述第一等效支路導(dǎo)納矩陣修正所述數(shù)學(xué)描述矩陣，得到第一數(shù)學(xué)描述修正矩陣；第二變換單元，用于當(dāng)所述變換后的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的所述第一換熱器單元和所述第二換熱器單元為冷流體串聯(lián)狀態(tài)，且所述冷流體從所述第一換熱器單元流向所述第二換熱器單元時，生成節(jié)點-等效支路第三關(guān)聯(lián)矩陣和第二等效支路導(dǎo)納矩陣，并根據(jù)所述節(jié)點-等效支路第三關(guān)聯(lián)矩陣和所述第二等效支路導(dǎo)納矩陣修正所述數(shù)學(xué)描述矩陣，得到第二數(shù)學(xué)描述修正矩陣；第三變換單元，用于當(dāng)所述變換后的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的所述第一換熱器單元和所述第二換熱器單元為熱流體串聯(lián)狀態(tài)，且所述熱流體從所述第二換熱器單元流向所述第一換熱器單元時，生成節(jié)點-等效支路第四關(guān)聯(lián)矩陣和第三等效支路導(dǎo)納矩陣，并根據(jù)所述節(jié)點-等效支路第四關(guān)聯(lián)矩陣和所述第三等效支路導(dǎo)納矩陣修正所述數(shù)學(xué)描述矩陣，得到第三數(shù)學(xué)描述修正矩陣；描述單元，用于基于所述第一數(shù)學(xué)描述修正矩陣或所述第二數(shù)學(xué)描述修正矩陣或所述第三數(shù)學(xué)描述修正矩陣，對所述壓縮空氣儲能系統(tǒng)的陣列式換熱器進行描述。

11、可選地，在本技術(shù)的一個實施例中，所述數(shù)學(xué)描述矩陣的數(shù)學(xué)表達式為：

12、

13、其中，y為熱阻支路導(dǎo)納矩陣；a表示所述節(jié)點-熱阻支路關(guān)聯(lián)矩陣；t表示節(jié)點溫度列矢量；表示支路熱流量列矢量，rn表示換熱器熱阻。

14、本技術(shù)第三方面實施例提供一種電子設(shè)備，包括：存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序，以實現(xiàn)如上述實施例所述的壓縮空氣儲能系統(tǒng)陣列式換熱器的描述方法。

15、本技術(shù)第四方面實施例提供一種計算機可讀存儲介質(zhì)，所述計算機可讀存儲介質(zhì)存儲計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上的壓縮空氣儲能系統(tǒng)陣列式換熱器的描述方法。

16、由此，本技術(shù)的實施例具有以下有益效果：

17、本技術(shù)的實施例可通過基于預(yù)設(shè)的壓縮空氣儲能系統(tǒng)的逆流換熱器模型，建立壓縮空氣儲能系統(tǒng)的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；通過陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對應(yīng)的數(shù)學(xué)描述矩陣；判斷陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是否發(fā)生變換，其中，若陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)發(fā)生變換，則根據(jù)變換后的陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定相應(yīng)的修正策略，以利用修正策略修正數(shù)學(xué)描述矩陣，否則通過數(shù)學(xué)描述矩陣描述陣列式換熱器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。本技術(shù)通過精確的物理特性和結(jié)構(gòu)特點建模，結(jié)合電網(wǎng)絡(luò)理論的抽象化處理，以及矩陣運算的靈活應(yīng)用，有助于提升壓縮空氣儲能蓄熱換熱系統(tǒng)的整體性能，能夠有效提高清潔能源的利用率并推動能源轉(zhuǎn)型。由此，解決了現(xiàn)有絕熱壓儲系統(tǒng)中陣列式換熱器節(jié)點、單元數(shù)量龐大，建模較為困難等問題。

18、本技術(shù)附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本技術(shù)的實踐了解到。