一种熔盐储能电加热系统的制作方法
- 国知局
- 2024-09-11 14:51:56
本技术涉及熔盐储能的,尤其是涉及一种熔盐储能电加热系统。
背景技术:
1、熔盐储能电加热是一种利用熔盐作为传热介质的显热储热技术,熔盐指的是某些盐类在高温下熔化形成的液态混合物,常见的如碱金属和碱土金属的卤化物、硝酸盐、硫酸盐等。这种物质具有高沸点、低粘度、低蒸汽压力和高体积热的特性,使其成为优秀的传热和储热介质。熔盐储能技术具备许多优势,例如饱和蒸汽压低、高温稳定性好、低黏度和大比热容,因此它适用于大规模、长时间的中高温储热。熔盐储热系统不仅可用于太阳能热发电,还可以用于火电站的灵活性改造、余热回收、清洁供暖等多个领域,是构建未来新型储能系统的关键技术之一。
2、相关技术中,在不同场景下使用熔盐储能的模式是单一的,导致在某些场景下使用熔盐储能,熔盐储能的性能并不能发挥完全,并且熔盐储能的效率也比较低,存在改进之处。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种熔盐储能电加热系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
2、本技术提供的一种熔盐储能电加热系统,采用如下的技术方案:
3、效果模块,获取熔盐储能的地理环境,根据熔盐储能的地理环境分析不同种类的熔盐成分的储热效果并标记为成分效果axm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号;
4、成本模块,根据熔盐储能的地理环境分析不同种类的熔盐储能成分的成本消耗并记为成本消耗acm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号;
5、环保模块,根据熔盐储能的地理环境分析不同种类的熔盐储能成分的环保情况并记为环保情况ahm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号;
6、比例模块,比例模块与效果模块、成本模块以及环保模块均信号连接,用于接收所述成分效果axm、所述成本消耗acm以及所述环保情况ahm,计算不同种类的熔盐储能成分的合适度,根据不同熔盐储能成分的合适度确定不同种类的熔盐储能成分的比例并记为熔盐成分;
7、需求模块,需求模块与所述比例模块信号连接,用于接收所述熔盐成分,获取实际供暖需求量,计算得到实际需求情况;
8、调度模块,所述调度模块与所述需求模块信号连接,用于接收所述需求情况并根据需求情况调度存储热能。
9、通过采用上述技术方案,在不同的使用场景下,根据实际的地理环境分析不同熔盐储能成分的效果、成本以及环保情况,根据实际的供暖需求情况,设置更合适的熔盐储能成分,提高了熔盐储能电加热系统的效率。
10、优选的,所述效果模块,获取熔盐储能的地理环境,根据熔盐储能的地理环境分析不同种类的熔盐成分的储热效果并标记为成分效果axm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号的步骤,具体为:
11、获取熔盐储能的地理环境,所述地理环境包括平均温度bw、平均湿度bs以及平均光照bg;
12、获取不同种类的熔盐成分的适宜环境,所述适宜环境包括适宜温度wm、适宜湿度sm、适宜光照gm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号;
13、获取不同种类的熔盐成分的初始储热效果cm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号;
14、根据储热效果关联函数axm=cm-b1×|bw-wm|-b2×|bs-sm|-b3×|bg-gm|计算得到不同种类的熔盐成分的成分效果axm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号,b1、b2、b3为比例因子且大于0。
15、通过采用上述技术方案,根据温度、湿度以及光照分析不同种类的熔盐储能成分的储热效果,有利于选取更符合使用场景的熔盐储能成分,从而提高熔盐储能系统的应用效果,提高了熔盐储能电加热系统的效率。
16、优选的,所述成本模块,根据熔盐储能的地理环境分析不同种类的熔盐储能成分的成本消耗并记为成本消耗acm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号的步骤,具体为:
17、获取不同种类的熔盐储能成分的成本ccm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号;
18、基于所述平均温度bw,建立平均温度与不同种类的熔盐储能成分稳定性的负相关曲线,根据平均温度与不同种类的熔盐储能成分稳定性的负相关曲线分析得到不同种类的熔盐储能成分稳定性cwm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号;
19、获取不同种类的熔盐储能成分的热物性crm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号;
20、根据成本消耗关联函数acm=ccm-c1×cwm-c2×crm计算得到不同种类的熔盐储能成分的成本消耗acm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号,c1、c2为不同比例因子且大于0。
21、通过采用上述技术方案,根据不同种类的熔盐储能成分的成本、温度影响的成分稳定性以及热物性,分析熔盐储能成分的成本以及消耗,有利于选取成本更低的熔盐储能成分,降低了熔盐储能电加热系统的成本。
22、优选的,所述计算不同种类的熔盐储能成分的合适度,根据不同熔盐储能成分的合适度确定不同种类的熔盐储能成分的比例并记为熔盐成分的步骤,具体为:
23、根据合适度关联函数asm=d1×axm-d2×acm+d3×ahm计算得到不同种类的熔盐储能成分的合适度asm,其中m为不同种类的熔盐成分的编号,d1、d2、d3为比例因子且大于0;
24、根据不同种类的熔盐储能成分的合适度asm形成权重百分比并标记为初级比例;
25、基于所述初级比例,获取熔盐储能的使用环境,根据熔盐储能的使用环境分析得到储热量;
26、基于所述储热量,获取历史供暖需求量,根据历史供暖需求量调整权重百分比并记为所述熔盐成分。
27、通过上述技术方案,将熔盐储能成分的储热效果、成本消耗以及环保情况综合考虑,分析不同种类的熔盐储能成分的合适度,设置熔盐储能成分比例,并且根据实际供暖需求量调整比例,设定更合适的熔盐储能成分,提高了熔盐储能电加热系统的效率。
28、优选的,基于所述初级比例,获取熔盐储能的使用环境,根据熔盐储能的使用环境分析得到储热量的步骤,具体为:
29、获取熔盐储能的使用环境,所述使用环境包括压力ey、ph值ep、储水量ez以及化学反应情况eh;
30、获取不同种类的熔盐储能成分的标准使用环境,所述标准使用环境包括标准压力ym、标准ph值pm以及用水量zm;
31、获取熔盐储能的总熔盐量,根据所述初级比例计算熔盐的初始储热量e0;
32、根据储热量关联函数ec=e0-e1×|ey-ym|-e2×|ep-pm|-e3×|ez-zm|-eh计算得到储热量ec,其中e1、e2、e3为比例因子且大于0。
33、通过采用上述技术方案,根据熔盐储能系统的实际使用压力、ph值、用水量以及化学反应情况,计算初级比例下的熔盐储能成分的储热量,根据实际使用计算得到的储热量会更加准确,提高了熔盐储能电加热系统的准确性。
34、优选的,所述化学反应情况eh的步骤,具体为:
35、基于所述初级比例,筛选会产生反应的不同种类的熔盐储能成分,形成不同的反应组合;
36、基于所述不同的反应组合,获取不同的反应组合的反应剧烈程度zn,其中n为不同的反应组合的编号;
37、基于所述熔盐储能的总熔盐量和所述初级比例,根据不同的反应组合的量得到不同的反应组合的反应范围fn,其中n为不同的反应组合的编号;
38、根据反应关联函数计算得到所述化学反应情况eh,其中n为不同的反应组合的编号。
39、通过采用上述技术方案,根据熔盐储能成分中不同化学反应组合的反应剧烈程度以及根据反应量得到的反应范围综合分析不同化学反应组合的反应情况,最后叠加所有化学反应组合的反应情况,得到总化学反应情况,提高了熔盐储能电加热系统的可靠性。
40、优选的,基于所述储热量,获取历史供暖需求量,根据历史供暖需求量调整权重百分比并记为所述熔盐成分的步骤,具体为:
41、基于所述储热量,获取历史供暖需求量,计算储热量与历史供暖需求量的差值并记为第一需求差值;
42、基于所述第一需求差值,设置需求差值阈值,如果第一需求差值不大于0,则比较第一需求差值与需求差值阈值;
43、如果第一需求差值大于需求差值阈值,则以所述初级比例设置熔盐储能成分并记为所述熔盐成分;
44、如果第一需求差值不大于需求差值阈值,则根据成分效果axm将不同种类的熔盐储能成分从高到低进行排序并记为排序数据;
45、基于所述排序数据,设置调整比例,根据调整比例上调最高成分效果的熔盐储能成分,根据调整比例下调最低成分效果的熔盐储能成分,形成中级比例;
46、基于所述中级比例,计算熔盐储能的储热量,根据历史供暖需求量计算得到第二需求差值,比较第二需求差值是否大于需求差值阈值;
47、如果第二需求差值大于需求差值阈值,则以中级比例设置得到所述熔盐成分;
48、如果第二需求差值不大于需求差值阈值,则再次根据调整比例调整后形成新的比例。
49、通过采用上述技术方案,根据供暖量需求,分析熔盐储能成分的比例设置是否可以达到供暖需求,在无法达到供暖需求的情况下,多次少量的调整比例,直到达到供暖需求,按照该比例设置熔盐储能成分,提高了熔盐储能电加热系统的效率。
50、优选的,所述获取实际供暖需求量,计算得到实际需求情况的步骤,具体为:
51、获取实时供暖需求量ng以及温度变化情况;
52、基于所述温度变化情况,获取历史温度与历史供暖需求量的负相关曲线,根据历史温度与历史供暖需求量的负相关曲线预测得到供暖需求量波动值nb;
53、获取历史供暖变化曲线,查找历史供暖最大波动值nd;
54、根据需求关联函数nq=ng+nd+nq计算得到实际需求情况nq。
55、通过采用上述技术方案,根据实时供暖需求量,温度变化导致的供暖需求量波动以及历史使用记录中的最大波动值,综合分析供暖的实际需求情况,减少供暖没有达到用户需求的情况发生,提高了熔盐储能电加热系统的使用体验感。
56、优选的,所述调度模块与所述需求模块信号连接,用于接收所述需求情况并根据需求情况调度存储热能的步骤,具体为:
57、基于所述实际需求情况nq,获取实际供暖量,计算实际供暖量与实际需求情况的差值并记为实际供暖差值;
58、基于所述实际供暖差值,获取供暖时间内供电情况,判断供电情况是否处于供电尖峰期;
59、如果供电情况处于供电尖峰期,则将实际供暖差值的热能接入热能转换装置后接入电网,用于发电;
60、如果供电情况未处于供电尖峰期,则将实际供暖差值的热能接入热能转换装置接入储能电池,存储电量并用于下次电加热。
61、通过采用上述技术方案,对多余的供暖量通过热能转换装置转换成电能,根据电能产生时间,分配电能接入电网使用,还是接入储能电池存储,减少了热能资源的浪费,提高了熔盐储能电加热系统的资源利用率。
62、优选的,所述如果供电情况未处于供电尖峰期,则将实际供暖差值的热能接入热能转换装置接入储能电池,存储电量并用于下次电加热的步骤,具体为:
63、获取热能转换装置的能源损耗率,根据实际供暖差值的热能和热能转换装置的能源损耗率,计算得到实际储能电能;
64、基于所述熔盐成分和所述熔盐储能的总熔盐量,计算得到电加热电能;
65、判断实际储能电能是否不小于电加热电能,如果实际储能电能不小于电加热电能,则电加热阶段启动储能电池进行电加热;
66、如果实际储能电能小于电加热电能,则判断是否处于供电低谷期,如果处于供电低谷期,则启动储能电池和电网共同进行电加热;
67、如果不处于供电低谷期,则获取需求工作温度,并计算实际储能电能电加热的工作温度,设置温度差值阈值,判断实际储能电池加热的工作温度与需求工作温度的差值是否达到温度差值阈值;
68、若实际储能电池加热的工作温度与需求工作温度的差值没有达到温度差值阈值,则启动储能电池进行电加热;
69、若实际储能电池加热的工作温度与需求工作温度的差值达到温度差值阈值,则启动储能电池和备用电池共同进行电加热。
70、通过上述技术方案,在熔盐储能电加热阶段,根据电量需求情况以及储能电池的存储电量情况,结合电网以及备用电池,安排更合理的电加热方式,降低对用户的影响,提高了熔盐储能电加热系统的便捷性。
71、综上所述,本技术包括以下至少一种有益技术效果:
72、1.在不同的使用场景下,根据实际的地理环境分析不同熔盐储能成分的效果、成本以及环保情况,根据实际的供暖需求情况,设置更合适的熔盐储能成分,提高了熔盐储能电加热系统的效率。
73、2.根据熔盐储能系统的实际使用压力、ph值、用水量以及化学反应情况,计算初级比例下的熔盐储能成分的储热量,根据实际使用计算得到的储热量会更加准确,提高了熔盐储能电加热系统的准确性。
74、3.根据熔盐储能成分中不同化学反应组合的反应剧烈程度以及根据反应量得到的反应范围综合分析不同化学反应组合的反应情况,最后叠加所有化学反应组合的反应情况,得到总化学反应情况,提高了熔盐储能电加热系统的可靠性。
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