二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法及系统

技术领域

本发明属于超临界二氧化碳发电机组测试技术领域，具体涉及一种二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法及系统。

背景技术

基于布雷顿循环的超临界二氧化碳发电技术一种新型的高参数、高效率、低污染的发电技术，在未来发电技术领域具有较大的发展优势。性能试验，尤其是新建机组的效能评定试验对于机组的技术鉴定、性能保证以及机组中存在的问题等都具有及其重要的意义。而效能评定的不确定度可以衡量试验质量和试验水平，是评判试验是否符合相关标准的重要指标。

目前，现有技术关于超临界二氧化碳发电机组效能评定试验过程的不确定度测试方法还不成熟，无法实现准确、快速测量超临界二氧化碳发电机组效能评定的不确定度。

发明内容

为解决现有技术存在的问题，本发明提供一种二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法及系统。本发明能够实现准确、快速测量超临界二氧化碳发电机组效能评定的不确定度。

为了实现上述目的，本发明提供了如下的技术方案。

本发明提供一种二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法，包括：

S1，获取超临界二氧化碳发电机组中的热平衡数据、试验仪表精度和试验测点数据；

S2，根据获取的热平衡数据和试验测点数据，建立热耗率和测量值之间的方程；

S3，根据建立热耗率和测量值之间的方程，对每个测量值进行微量扰动，计算每个测量值对热耗率的影响系数；

S4，根据试验仪表精度和影响系数，计算超临界二氧化碳发电机组不确定度。

作为本发明的进一步改进，所述S1中超临界二氧化碳发电机组中的热平衡数据，包括：高压透平进气压力、高压透平进气温度、高压透平排气压力、高压透平排气温度、低压透平进气压力、低压透平进气温度、高温回热器出口压力、高温回热器出口温度、压缩机驱动电机电功率、高压透平发电机电功率、低压透平发电机电功率和压缩机出口流量的热平衡数据。

作为本发明的进一步改进，所述S1中的试验测点，包括：压力测点、温度测点、流量测点和电功率测点。

作为本发明的进一步改进，所述试验仪表包括变送器、电阻、流量计和电功率表。

作为本发明的进一步改进，所述S2中建立热耗率和测量值之间的方程，包括：

首先，计算机组净输出功率：

其中，W

其次，计算机组吸热量：

其中，F

最后，得到机组净热耗率：

其中，HR为机组净热耗率；Q

作为本发明的进一步改进，所述S3中计算每个测量值对热耗率的影响系数，包括：

令每个测量值X

其中，ΔX

作为本发明的进一步改进，所述S4中计算超临界二氧化碳发电机组不确定度，包括：

根据试验仪表精度和影响系数计算不确定度：

其中，HR为机组净热耗率；a

一种超临界二氧化碳发电机组不确定度测试系统，包括：

采集模块，用于获取超临界二氧化碳发电机组中的热平衡数据、试验仪表精度和试验测点数据；

方程模块，用于根据获取的热平衡数据和试验测点数据，建立热耗率和测量值之间的方程；

扰动模块，用于根据建立热耗率和测量值之间的方程，对每个测量值进行微量扰动，计算每个测量值对热耗率的影响系数；

计算模块，用于根据试验仪表精度和影响系数，计算超临界二氧化碳发电机组不确定度。

一种电子设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运算的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现所述二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法。

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

本发明包括先获取超临界二氧化碳发电机组中的热平衡数据、试验仪表精度和试验测点数据；根据获取的热平衡数据和试验测点数据，建立热耗率和测量值之间的方程，对每个测量值进行微量扰动，计算每个测量值对热耗率的影响系数；根据试验仪表精度和影响系数，计算超临界二氧化碳发电机组不确定度。本发明实现了超临界二氧化碳发电机组不确定度计算，能准确获取包括机组净热耗在内的超临界二氧化发电机组的不确定度，为评价衡量机组建设的质量和水平，也为系统的特性研究和设计、运行优化提供指导意见。

附图说明

在此描述的附图仅用于解释目的，而不以任何方式来限制本发明公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本发明的理解，并不是具体限定本发明各部件的形状和比例尺寸。在附图中：

图1是本发明实施例的再热式超临界二氧化碳发电机组性能试验测点布置图；

图2是本发明一种超临界二氧化碳发电机组不确定度测试的流程示意图；

图3是本发明一种二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法的流程示意图；

图4是本发明一种二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试系统的结构示意图；

图5是本发明一种二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试的设备的结构示意图。

图1中，1为锅炉，2为高温回热器，3为低温回热器，4为预冷器，5为第一稳压罐，6为第二稳压罐，7为压缩机，8为电动机，9为高压透平，10为低压透平，11为第一发电机，12为第二发电机，13为压缩机出口流量测点，21为高压透平发电机电功率测点，22为压缩机驱动电机电功率测点，23为低压透平发电机电功率测点，31为高压透平进气压力测点，32为高压透平排气压力测点，33为低压透平进气压力测点，35为高温回热器出口压力测点，41为高压透平进气温度测点，42为高压透平排气温度测点，43为低压透平进气温度测点，45为高温回热器出口温度测点。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施例。

除非另外限定，否则本文中使用的技术和科学用语具有与本说明书所属领域中的普通技术人员通常理解的相同意义。如本文中所用的用语“第一”、“第二”等不表示任何顺序、数量或重要性，而是用于将一个元件与另一个区分开。另外，用语“一个”和“一”不表示数量的限制，而是表示至少一个提到项目的存在。“包含”、“包括”或“具有”和本文中的其变体的使用意思是涵盖随后所列的项目和其等同物，以及附加项目。用语“连接”和“联接”不限于物理或机械连接或联接，并且能够包括直接或间接的电连接或联接。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本发明。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

现有技术关于二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法还不成熟。因此，为解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法及系统，能够快速、准确计算超临界二氧化碳发电机组效能评定过程的不确定度。本发明中仪表精度的来源为检定或者校准证书、出厂试验报告、产品说明书或者使用手册、国家或类似文件给出的重复性极限能够溯源的文件资料。

本发明的电功率测点包括高压透平发电机电功率测点21、压缩机驱动电机电功率测点22和低压透平发电机电功率测点23；所述高压透平发电机电功率测点21安装在第二发电机12上；压缩机驱动电机电功率测点22安装在电动机8上；所述低压透平发电机电功率测点23安装在第一发电机11上；

所述压力测点包括高压透平进气压力测点31、高压透平排气压力测点32、低压透平进气压力测点33和高温回热器出口压力测点35：所述高压透平进气压力测点(31安装在锅炉1和高压透平9进气口的管道上；所述高压透平排气压力测点32安装在锅炉1和高压透平9排气口的管道上；所述低压透平进气压力测点33安装在锅炉1和低压透平10进气口管道上；所述高温回热器出口压力测点35安装在锅炉1和高温回热器2管道上；

所述温度测点有高压透平进气温度测点41、高压透平排气温度测点42、低压透平进气温度测点43和高温回热器出口温度测点45；所述高压透平进气温度测点41安装在锅炉1和高压透平9进气口的管道上；所述高压透平排气温度测点42安装在锅炉1和高压透平9排气口的管道上；所述低压透平进气温度测点43安装在锅炉1和低压透平10进气口的管道上；所述高温回热器出口温度测点45安装在锅炉1和高温回热器2的管道上。

本发明提供一种二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法，包括：

S1，获取超临界二氧化碳发电机组中的热平衡数据、试验仪表精度和试验测点数据；

S2，根据获取的热平衡数据和试验测点数据，建立热耗率和测量值之间的方程；

S3，根据建立热耗率和测量值之间的方程，对每个测量值进行微量扰动，计算每个测量值对热耗率的影响系数；

S4，根据试验仪表精度和影响系数，计算超临界二氧化碳发电机组不确定度。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述：

如图1所示，该图是本发明实施例的再热式超临界二氧化碳发电机组性能试验测点布置图，不确定度试验根据性能试验测点布置图进行测点布置。

图中包括锅炉1、高温回热器2、低温回热器3、预冷器4、第一稳压罐5、第二稳压罐6、压缩机7、电动机8、高压透平9、低压透平10、第一发电机11、第二发电机12和压缩机出口流量测点13；

所述锅炉1分别与高温回热器2、高压透平9和低压透平10连接；所述高温回热器2分别与锅炉1、低温回热器3和低压透平10连接；所述低温回热器3分别与高温回热器2、压缩机7和预冷器4连接；所述预冷器4的一端连接低温回热器3，另一端连接第一稳压罐5和第二稳压罐6；所述压缩机7一端连接第一稳压罐5和第二稳压罐6，另一端连接低温回热器3；

所述电功率测点有高压透平发电机电功率测点21、压缩机驱动电机电功率测点22和低压透平发电机电功率测点23；

所述高压透平发电机电功率测点21安装在第二发电机12上，第二发电机12与高压透平9连接；压缩机驱动电机电功率测点22安装在电动机8上，电动机8与压缩机7连接；

所述低压透平发电机电功率测点23安装在第一发电机11上，第一发电机11与低压透平10连接。

所述压力测点有高压透平进气压力测点31、高压透平排气压力测点32、低压透平进气压力测点33和高温回热器出口压力测点35；

所述高压透平进气压力测点31安装在锅炉1和高压透平9进气口之间；

所述高压透平排气压力测点32安装在锅炉1和高压透平9排气口之间；

所述低压透平进气压力测点33安装在锅炉1和低压透平10进气口之间；

所述高温回热器出口压力测点35安装在锅炉1和高温回热器2之间。

所述温度测点有高压透平进气温度测点41；高压透平排气温度测点42；低压透平进气温度测点43和高温回热器出口温度测点45；

所述高压透平进气温度测点41安装在锅炉1和高压透平9进气口之间；

所述高压透平排气温度测点42安装在锅炉1和高压透平9排气口之间；

所述低压透平进气温度测点43安装在锅炉1和低压透平10进气口之间；

所述高温回热器出口温度测点45安装在锅炉1和高温回热器2之间。

如图3所示，该图是本发明一种二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法的流程示意图。

本发明提供了一种二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法，包括：获取超临界二氧化碳发电机组中的热平衡数据、试验仪表精度和试验测点数据，根据获取的热平衡数据和试验测点数据，建立热耗率和测量值之间的方程；根据建立热耗率和测量值之间的方程，对每个测量值进行微量扰动，计算每个测量值对热耗率的影响系数；根据试验仪表精度和影响系数，计算超临界二氧化碳发电机组不确定度。

实施例

下面通过典型算例对超临界二氧化碳发电机组不确定度测算方法进行具体说明，以对本发明的应用效果作进一步的说明。

如图3所示，本发明提供了一种二氧化碳发电机组效能评定不确定度测试方法，以再热式超临界二氧化碳发电机组为案例进行说明。

一种超临界二氧化碳发电机组不确定度测试系统的方法，包括：

(1)获取超临界二氧化碳发电机组中的热平衡数据、试验仪表精度和试验测点数据；

本实施例中，获取超临界二氧化碳发电机组中的热平衡数据，包括：高压透平进气压力为28MPa；高压透平进气温度为600℃；高压透平排气压力为17.2MPa；高压透平排气温度为535.5℃；低压透平进气压力为16.4MPa；低压透平进气温度为600℃；高温回热器出口压力为28.8MPa；高温回热器出口温度为384℃；压缩机驱动电机电功率为26MW；高压透平发电机电功率为60MW；低压透平发电机电功率为100MW；压缩机出口流量为3000t/h。

本实施例中具体的测点名称、类型、数量以及对应的仪表精度如表1所示：

表1预期使用的仪表类型、数量以及精度

(2)根据获取的热平衡数据和测点数据，建立热耗率和测量值之间的方程；

首先，计算机组净输出功率：

其中，W

其次，计算机组吸热量：

其中，F

最后，得到机组净热耗率：

其中，HR为机组净热耗率；Q

本实施例中机组热耗率HR与测量参数X

其中，F

(3)根据建立热耗率和测量值之间的方程，对每个测量值进行微量扰动，计算每个测量值对热耗率的影响系数；

本实施例中，对测量参数X

表2测量参数对热耗率的影响系数

(4)根据试验仪表精度和影响系数，计算超临界二氧化碳发电机组不确定度。

根据影响系数a

其中，HR为机组净热耗率；a

根据仪表精度Δi和影响系数a

如图4所示，本发明提供一种超临界二氧化碳发电机组不确定度测试系统，包括：

采集模块，用于获取超临界二氧化碳发电机组中的热平衡数据、试验仪表精度和试验测点数据；

方程模块，用于根据获取的热平衡数据和试验测点数据，建立热耗率和测量值之间的方程；

扰动模块，用于根据建立热耗率和测量值之间的方程，对每个测量值进行微量扰动，计算每个测量值对热耗率的影响系数；

计算模块，用于根据试验仪表精度和影响系数，计算超临界二氧化碳发电机组不确定度。

本发明实施例中对模块的划分是示意性的，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理器中，也可以是单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。

如图5所示，本发明再一个实施例中，提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器以及存储器，所述存储器用于存储计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，所述处理器用于执行所述计算机存储介质存储的程序指令。处理器可能是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital SignalProcessor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable GateArray，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等，其是终端的计算核心以及控制核心，其适于实现一条或一条以上指令，具体适于加载并执行计算机存储介质内一条或一条以上指令从而实现相应方法流程或相应功能；本发明实施例所述的处理器可以用于实现所述确定含储能的风光电力平衡容量的方法。

本发明再一个实施例中，本发明还提供了一种存储介质，具体为计算机可读存储介质(Memory)，所述计算机可读存储介质是计算机设备中的记忆设备，用于存放程序和数据。可以理解的是，此处的计算机可读存储介质既可以包括计算机设备中的内置存储介质，当然也可以包括计算机设备所支持的扩展存储介质。计算机可读存储介质提供存储空间，该存储空间存储了终端的操作系统。并且，在该存储空间中还存放了适于被处理器加载并执行的一条或一条以上的指令，这些指令可以是一个或一个以上的计算机程序(包括程序代码)。需要说明的是，此处的计算机可读存储介质可以是高速RAM存储器，也可以是非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。可由处理器加载并执行计算机可读存储介质中存放的一条或一条以上指令，以实现上述实施例中确定含储能的风光电力平衡容量的方法的相应步骤。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上内容是对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定保护范围。