CN115809558A - 一种基于热流建模的火电机组蓄能表征方法及*** - Google Patents

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CN115809558A CN202211579497.8A CN202211579497A CN115809558A CN 115809558 A CN115809558 A CN 115809558A CN 202211579497 A CN202211579497 A CN 202211579497A CN 115809558 A CN115809558 A CN 115809558A
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季卫鸣
洪烽
逄亚蕾
杜艳君
王玮
房方
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North China Electric Power University
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North China Electric Power University
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Abstract

本发明公开一种基于热流建模的火电机组蓄能表征方法及***，涉及电力***技术领域，方法包括：基于预设过热器工作条件，建立火电机组对应的过热器能量流模型；确定过热器能量流模型中每段过热器的热容流量参数；基于每段过热器的热容流量参数，计算每段过热器对应的等效热阻数据；根据每段过热器的热容流量参数和过热器能量流模型确定过热器能量流模型中每段过热器的管壁温度以及每段过热器的输入温度；将状态变量分别输入至预设传热状态方程和预设传热输出方程以联立计算得到每段过热器的输出热能；基于每段过热器的输出热能计算火电机组的输出热能。本发明能够精准地表征火电机组锅炉侧的实时蓄热能力及实时出力。

Description

一种基于热流建模的火电机组蓄能表征方法及***
技术领域
本发明涉及电力***技术领域，特别是涉及一种基于热流建模的火电机组蓄能表征方法及***。
背景技术
可再生能源的发展将在构建新的电力***中发挥关键作用，这对中国的碳峰值和碳中和战略具有重要意义。随着过去几十年可持续能源体系的发展，到2030年，中国风能和太阳能发电装机总量将超过12亿千瓦。然而，可再生能源的高渗透率，如风能和太阳能发电厂取代传统热能，显著降低了频率控制能力。此外，风能和太阳能的间歇性和随机性对频率稳定性提出了重大挑战，导致电网的频率扰动增加。因此，通过最小化负荷与发电之间的不平衡，纠正***频率的偏差，频率控制越来越受到人们的重视。
频率调节性能是影响电网稳定性和安全性的重要因素。控制频率的目的是尽可能接近额定值(中国为50Hz)，避免不必要的低频掉负荷、低频发电机跳闸、发电机组损坏和低频级联事件。当电源突然不足时，频率会迅速下降，在10秒的范围内达到最小频率。在此时间段内，只有一次调频能够提供紧急的频率控制服务，以抑制***频率的下降。总而言之，当需求侧偏离发电机供电侧时，一次调频是电力***抑制频率偏离的本质效应。发电机侧和需求侧是影响一次调频能力的两个主要部分。
基于锅炉储能的一次频率控制的研究还没有得到进一步的发展。为了评估操作方案和技术变化对部件的影响，动态仿真模型的使用被广泛采用。在过去的几十年里，各种模拟工具被进一步开发并应用到常规火电厂的建模中。前人对一个燃煤电厂的简化控制***进行了动态建模，以评估附加蓄热的集成和可能的负荷梯度的变化。由于负荷变化对元件影响的评估更多地取决于满足外部需求的结果，动态模拟的另一种应用方式是根据模拟结果通过修改元件预测元件的行为。根据仿真模型中经过测试的修改，修改向真实装置的传递与装置的日常运行密切相关。考虑到在数据收集、模型实现、验证和结果转移过程中发生的所有不确定性，这种方法对模型精度要求很高。对真实电厂行为的时变影响，如燃料变化和磨机退化是最重要的。这些是考虑到所有组件的模型。在动态过程中对一次频率调节起重要作用的涡轮模型和调速器***模型的研究已经深入。涡轮单解耦模型在一次调频过程中具有很高的精度，因此研究一种高精度、线性的锅炉过热器模型，并对一次调频能力进行预测，是十分必要的。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于热流建模的火电机组蓄能表征方法及***，以精准地表征火电机组锅炉侧的实时蓄热能力及实时出力。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种基于热流建模的火电机组蓄能表征方法，火电机组包括依次连接的多段过热器，火电机组蓄能表征方法包括：
基于预设过热器工作条件，建立所述火电机组对应的过热器能量流模型；
确定所述过热器能量流模型中每段过热器的热容流量参数；
基于每段所述过热器的热容流量参数，计算每段所述过热器对应的等效热阻数据；
根据每段所述过热器的热容流量参数和所述过热器能量流模型，确定所述过热器能量流模型中每段所述过热器的管壁温度以及每段所述过热器的输入温度；多个所述过热器的管壁温度构成状态变量；
将所述状态变量分别输入至预设传热状态方程和预设传热输出方程，以联立计算得到每段所述过热器的输出热能；所述预设传热状态方程是根据每段所述过热器对应的等效热阻数据以及每段所述过热器的输入温度确定的；所述预设传热输出方程是根据每段所述过热器对应的等效热阻数据、每段所述过热器的管壁温度以及每段所述过热器的输入温度确定的；
基于每段所述过热器的输出热能，计算所述火电机组的输出热能。
可选地，火电机组包括依次连接的初级过热器、屏式过热器和末级过热器；每段所述过热器对应的等效热阻数据包括所述过热器中冷流体的等效热阻数据和所述过热器中热流体的等效热阻数据；每段所述过热器对应的输入温度包括所述过热器中热流体的输入温度和所述过热器中冷流体的输入温度；
所述预设传热状态方程为：
Figure BDA0003988086850000031
其中，
Figure BDA0003988086850000032
x表示状态变量，x＝[Tw1，Tw2，Tw3]T，Twi表示第i段过热器的管壁温度，cp表示金属管壁比热容，Mi表示第i段过热器的金属质量，Rih表示第i段过热器中热流体的等效热阻数据，Ric表示第i段过热器中冷流体的等效热阻数据，Thi，in表示第i段过热器中热流体的输入温度，Tci，in表示第i段过热器中冷流体的输入温度，u表示隐变量；i∈[1，2，3]，第1段过热器为初级过热器，第2段过热器为屏式过热器，第3段过热器为末级过热器。
可选地，所述预设传热输出方程为：
y＝g(x，u，t)；
其中，y＝Cx+D，
Figure BDA0003988086850000033
Figure BDA0003988086850000034
y表示火电机组的总蓄热量，y＝[Q1，Q2，Q3，Q4，Q5，Q6]T，
Figure BDA0003988086850000035
Figure BDA0003988086850000041
Q1表示初级过热器中冷流体的换热量，即初级过热器的输出热能；Q2表示屏式过热器中冷流体的换热量，即屏式过热器的输出热能；Q3表示末级过热器中冷流体的换热量，即末级过热器的输出热能；Q4表示初级过热器中金属蓄热，Q5表示屏式过热器中金属蓄热，Q6表示末级过热器中金属蓄热。
可选地，所述基于预设过热器工作条件，建立所述火电机组对应的过热器能量流模型，具体包括：
基于所述火电机组的基本数据，建立过热器物理模型；所述火电机组的基本数据包括火电机组中过热器的数量及连接顺序、金属管壁比热容、每段过热器的金属质量、金属管壁内热流体的热导和金属管壁内冷流体的热导；
基于预设锅炉过热器工作条件和所述过热器物理模型，建立所述火电机组对应的过热器能量流模型。
可选地，确定所述过热器能量流模型中每段过热器的热容流量参数，具体包括：
针对所述过热器能量流模型中每段过热器，获取所述过热器中的冷流体流量和热流体流量；
根据所述热器能量流模型，获取金属管壁比热容；
根据所述冷流体流量和所述金属管壁比热容计算冷流体热容流量；
根据所述热流体流量和所述金属管壁比热容计算热流体热容流量；所述冷流体热容流量和所述热流体热容流量构成所述过热器的热容流量参数。
可选地，基于每段所述过热器的热容流量参数，计算每段所述过热器对应的等效热阻数据，具体包括：
根据所述热器能量流模型，获取金属管壁内热流体的热导和金属管壁内冷流体的热导；
针对所述过热器能量流模型中每段过热器，根据所述冷流体热容量流和所述金属管壁内冷流体的热导计算等效冷流体热阻，根据所述热流体热容量流和所述金属管壁内热流体的热导计算等效热流体热阻；所述等效冷流体热阻和所述等效热流体热阻构成所述过热器的等效热阻数据。
可选地，基于每段所述过热器的输出热能，计算所述火电机组的输出热能，具体包括：
获取所述火电机组的输入热能；
将所述火电机组的输入热能、每段所述过热器的输出热能相加，以得到所述火电机组的输出热能。
为达上述目的，本发明还提供了如下技术方案：
一种基于热流建模的火电机组蓄能表征***，火电机组包括依次连接的多段过热器，火电机组蓄能表征***包括：
模型构建模块，用于基于预设过热器工作条件，建立所述火电机组对应的过热器能量流模型；
参数确定模块，用于确定所述过热器能量流模型中每段过热器的热容流量参数；
等效热阻计算模块，用于基于每段所述过热器的热容流量参数，计算每段所述过热器对应的等效热阻数据；
温度确定模块，用于根据每段所述过热器的热容流量参数和所述过热器能量流模型，确定所述过热器能量流模型中每段所述过热器的管壁温度以及每段所述过热器的输入温度；多个所述过热器的管壁温度构成状态变量；
输出热能计算模块，用于将所述状态变量分别输入至预设传热状态方程和预设传热输出方程，以联立计算得到每段所述过热器的输出热能；所述预设传热状态方程是根据每段所述过热器对应的等效热阻数据以及每段所述过热器的输入温度确定的；所述预设传热输出方程是根据每段所述过热器对应的等效热阻数据、每段所述过热器的管壁温度以及每段所述过热器的输入温度确定的；
机组输出热能确定模块，用于基于每段所述过热器的输出热能，计算所述火电机组的输出热能。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明公开一种基于热流建模的火电机组蓄能表征方法及***，建立火电机组对应的过热器能量流模型，基于该模型，确定每段过热器的热容流量参数、等效热阻数据、管壁温度以及输入温度；根据每段过热器对应的等效热阻数据以及每段过热器的输入温度确定预设传热状态方程，根据每段过热器对应的等效热阻数据、每段过热器的管壁温度以及每段过热器的输入温度确定预设传热输出方程。然后利用预设传热状态方程和预设传热输出方程，实时计算出准确的每段过热器的输出热能，进而得到火电机组的准确且实时的输出热能，从而精准地表征火电机组锅炉侧的实时蓄热能力及实时出力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明基于热流建模的火电机组蓄能表征方法的流程示意图；
图2为过热器物理模型；
图3为过热器能量流模型；
图4为不同工况下工质中存储的热能的对比图；
图5为本发明基于热流建模的火电机组蓄能表征***的结构示意图。
符号说明：
1-初级过热器，2-屏式过热器，3-末级过热器。
具体实施方式
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前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种基于热流建模的火电机组蓄能表征方法及***，基于动态能量流法的过热器、再热器热流建模方法，以实时评估火电机组的锅炉侧的蓄热能力及实时出力的精确表征能力。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
本实施例提供一种基于热流建模的火电机组蓄能表征方法，火电机组包括依次连接的多段过热器，具体地，火电机组包括依次连接的初级过热器、屏式过热器和末级过热器。
如图1所示，火电机组蓄能表征方法包括：
步骤100，基于预设过热器工作条件，建立所述火电机组对应的过热器能量流模型。
步骤100具体包括：
1)基于所述火电机组的基本数据，建立过热器物理模型；所述火电机组的基本数据包括火电机组中过热器的数量及连接顺序、金属管壁比热容、每段过热器的金属质量、金属管壁内热流体的热导、金属管壁内冷流体的热导、每段过热器的长度等。在实际应用中，可根据锅炉手册确定上述基本数据。
如图2所示，初级过热器1的输入端与汽水分离器连通，初级过热器的输出端与屏式过热器2的输入端连通，屏式过热器2的输出端与末级过热器的输入端连通；且其中，初级过热器的输入端的压力为ps，单位为MPa；末级过热器的输出端的压力为pm。初级过热器1与屏式过热器2之间设置给水泵，两个给水泵的给水流量分别为D1和D2，屏式过热器2与末级过热器3之间设置给水泵，两个给水泵的给水流量分别为D3和D4，给水流量的单位为t/h。
2)基于预设锅炉过热器工作条件和所述过热器物理模型，建立所述火电机组对应的过热器能量流模型，如图3所示。
具体地，在评估锅炉蓄热性能和出力能力时，过热器金属壁上储存的能量在这一过程中起着至关重要的作用，因此可以对模型进行假设，即设置预设锅炉过热器工作条件，如下：
21)短时间尺度内烟气流量、温度保持不变。
22)锅炉储存的能量主要是过热部件，省煤器、汽水分离器等其他部件可以忽略。
23)过热部件的并联管相当于一个具有一定长度和厚度的换热器。
24)假设四个给水泵是具有一定的压力、温度和流量的给水过程。
另外，图3中，Tci,out表示第i段过热器中冷流体出口温度，单位K。
步骤200，确定所述过热器能量流模型中每段过热器的热容流量参数。
步骤200具体包括：
1)针对所述过热器能量流模型中每段过热器，获取所述过热器中的冷流体流量和热流体流量。具体地，所述过热器中的冷流体流量和热流体流量通过火电机组DCS部件采集得到。
2)根据所述热器能量流模型，获取金属管壁比热容cp。
3)根据所述冷流体流量和所述金属管壁比热容计算冷流体热容流量；根据所述热流体流量和所述金属管壁比热容计算热流体热容流量。所述冷流体热容流量和所述热流体热容流量构成所述过热器的热容流量参数。即采用以下公式计算冷流体热容流量和热流体热容流量：
Figure BDA0003988086850000081
其中，Gi,h表示第i段过热器中热流体热容量流，单位kJ/K·s，Gi,c表示第i段过热器中冷流体热容量流，单位kJ/K·s，Di,c表示第i段过热器中冷流体流量，单位t/h，Di,h表示第i段过热器中热流体流量，单位t/h。
步骤300，基于每段所述过热器的热容流量参数，计算每段所述过热器对应的等效热阻数据；
步骤300，具体包括：
1)根据所述热器能量流模型，获取金属管壁内热流体的热导和金属管壁内冷流体的热导。具体地，金属管壁内热流体的热导和金属管壁内冷流体的热导是根据过热器的质量和长度确定的。
2)针对所述过热器能量流模型中每段过热器，根据所述冷流体热容量流和所述金属管壁内冷流体的热导计算等效冷流体热阻，根据所述热流体热容量流和所述金属管壁内热流体的热导计算等效热流体热阻；所述等效冷流体热阻和所述等效热流体热阻构成所述过热器的等效热阻数据。具体采用以下公式计算等效冷流体热阻和等效热流体热阻：
Figure BDA0003988086850000082
其中，Rih表示第i段过热器中热流体的等效热阻数据，Ric表示第i段过热器中冷流体的等效热阻数据，ki，hAi，h表示第i段过热器中热流体的热导，ki，cAi，c表示第i段过热器中冷流体的热导。
步骤400，根据每段所述过热器的热容流量参数和所述过热器能量流模型，确定所述过热器能量流模型中每段所述过热器的管壁温度以及每段所述过热器的输入温度；多个所述过热器的管壁温度构成状态变量。
具体地，当每段过热器的热容流量参数确定时，将其对应输入至与过热器能量流模型对应的实际火电机组中，火电机组DCS部件记录火电机组中多个过热器的温度数据，包括每段过热器的输入温度和每段过热器的管壁温度，并记录在DCS数据库中。要知道，热容流量与火电机组输出的热能之间暂未发现明显的线性关系，故通过将热容流量转换为对应的管壁温度，进而确定管壁温度与火电机组输出的热能之间的线性关系，方便后续计算，同时提高后续火电机组的输出热能的评估准确度。
即，首先确定输入变量u，u＝[G1，c，G2，c，G3，c，G1，h，G2，h，G3，h]T，表示每段过热器中冷热流体的热容流量参数；其对应的状态变量x，由火电机组DCS数据库得到，x＝[Tw1，Tw2，Tw3]T。
步骤500，将所述状态变量分别输入至预设传热状态方程和预设传热输出方程，以联立计算得到每段所述过热器的输出热能；所述预设传热状态方程是根据每段所述过热器对应的等效热阻数据以及每段所述过热器的输入温度确定的；所述预设传热输出方程是根据每段所述过热器对应的等效热阻数据、每段所述过热器的管壁温度以及每段所述过热器的输入温度确定的。
首先，预设传热状态方程用来同时表征不同换热器的换热量，以迭代计算，得到更为精确地输出量。所述预设传热状态方程为：
Figure BDA0003988086850000091
其中，x表示状态变量，用于评估各段过热器的蓄热能力，x＝[Tw1，Tw2，Tw3]T，Twi表示第i段过热器的管壁温度，Mi表示第i段过热器的金属质量，Thi,in表示第i段过热器中热流体的输入温度，Tci,in表示第i段过热器中冷流体的输入温度，u表示隐变量；i∈[1,2,3]，第1段过热器为初级过热器，第2段过热器为屏式过热器，第3段过热器为末级过热器。
为了评估传热过程，选择Qi(i＝1,2,…,6)作为多级分段***的输出变量，以形成输出向量(蓄热量)y，y表示火电机组的总蓄热量。
y＝[Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6]T，
Figure BDA0003988086850000101
其中，Q1表示初级过热器中冷流体的换热量，即初级过热器的输出热能；Q2表示屏式过热器中冷流体的换热量，即屏式过热器的输出热能；Q3表示末级过热器中冷流体的换热量，即末级过热器的输出热能；Q4表示初级过热器中金属蓄热，Q5表示屏式过热器中金属蓄热，Q6表示末级过热器中金属蓄热。
过热器中的金属蓄热作为蓄热和体现一次调频能力的主要元素，各段过热器内部冷流体的换热量及管壁蓄热量是体现机组出力能力的重要参数。
可将输出向量y的计算公式写成输出方程：
y＝Cx+D，
Figure BDA0003988086850000102
Figure BDA0003988086850000103
C和D描述了输入和状态变量变化引起的输出变量的变化。
综上，火电机组对应的传热***可由状态方程和输出方程描述，可以简化为：
Figure BDA0003988086850000111
基于上述方程，蓄热量y可以精确表征出来了。建立状态空间表达式的一个重要原因是其可以精确表征锅炉蓄热能力，并依据历史数据进行修正，实时得到精确的每个过热器出口处热能，即每个过热器的输出热能。
步骤600，基于每段所述过热器的输出热能，计算所述火电机组的输出热能。
步骤600，具体包括：
1)获取所述火电机组的输入热能；具体地，根据汽水分离器出口压力ps和温度Tc1,in，基于预设焓值在线计算表，查找确定进入初级过热器的焓值hin，作为火电机组的入口侧能量输入；然后根据以下公式计算火电机组的输入热能：
Q0＝hin*min；其中，hin和min分别为入口侧焓值和质量流量。
2)将所述火电机组的输入热能、每段所述过热器的输出热能相加，以得到所述火电机组的输出热能。具体采用以下公式计算火电机组的输出热能：
Q＝Q0+Q1+Q2+Q3。
本发明精确表征了Q值换热过程，对现阶段火电机组频繁动作下的蓄能精确表征，对维持电网的稳定，火电机组安全高效运行具有重要意义。
综上，本发明基于过热器和再热器在不同过程，尤其是动态变化过程下的动态能量流模型，建立了传热状态方程和传热输出方程，计算了在动态过程中工作流体的热量，提高了对工质所具有能量的准确度。图4中显示了在不同工况下，计算得到的工质中储存的热能的对比，显然，本发明能够达到对火电机组输出热能更精准、更实时的表征。
实施例二
如图5所示，为了执行实施例一中的技术方案，本实施例提供一种基于热流建模的火电机组蓄能表征***，火电机组包括依次连接的多段过热器，火电机组蓄能表征***包括：
模型构建模块101，用于基于预设过热器工作条件，建立所述火电机组对应的过热器能量流模型。
参数确定模块201，用于确定所述过热器能量流模型中每段过热器的热容流量参数。
等效热阻计算模块301，用于基于每段所述过热器的热容流量参数，计算每段所述过热器对应的等效热阻数据。
温度确定模块401，用于根据每段所述过热器的热容流量参数和所述过热器能量流模型，确定所述过热器能量流模型中每段所述过热器的管壁温度以及每段所述过热器的输入温度；多个所述过热器的管壁温度构成状态变量。
输出热能计算模块501，用于将所述状态变量分别输入至预设传热状态方程和预设传热输出方程，以联立计算得到每段所述过热器的输出热能；所述预设传热状态方程是根据每段所述过热器对应的等效热阻数据以及每段所述过热器的输入温度确定的；所述预设传热输出方程是根据每段所述过热器对应的等效热阻数据、每段所述过热器的管壁温度以及每段所述过热器的输入温度确定的。
机组输出热能确定模块601，用于基于每段所述过热器的输出热能，计算所述火电机组的输出热能。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的***而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (8)

1.一种基于热流建模的火电机组蓄能表征方法，火电机组包括依次连接的多段过热器，其特征在于，火电机组蓄能表征方法包括：
基于预设过热器工作条件，建立所述火电机组对应的过热器能量流模型；
确定所述过热器能量流模型中每段过热器的热容流量参数；
基于每段所述过热器的热容流量参数，计算每段所述过热器对应的等效热阻数据；
根据每段所述过热器的热容流量参数和所述过热器能量流模型，确定所述过热器能量流模型中每段所述过热器的管壁温度以及每段所述过热器的输入温度；多个所述过热器的管壁温度构成状态变量；
将所述状态变量分别输入至预设传热状态方程和预设传热输出方程，以联立计算得到每段所述过热器的输出热能；所述预设传热状态方程是根据每段所述过热器对应的等效热阻数据以及每段所述过热器的输入温度确定的；所述预设传热输出方程是根据每段所述过热器对应的等效热阻数据、每段所述过热器的管壁温度以及每段所述过热器的输入温度确定的；
基于每段所述过热器的输出热能，计算所述火电机组的输出热能。
2.根据权利要求1所述的基于热流建模的火电机组蓄能表征方法，其特征在于，火电机组包括依次连接的初级过热器、屏式过热器和末级过热器；每段所述过热器对应的等效热阻数据包括所述过热器中冷流体的等效热阻数据和所述过热器中热流体的等效热阻数据；每段所述过热器对应的输入温度包括所述过热器中热流体的输入温度和所述过热器中冷流体的输入温度；
所述预设传热状态方程为：
Figure FDA0003988086840000011
其中，
Figure FDA0003988086840000012
x表示状态变量，x＝[Tw1,Tw2,Tw3]T，Twi表示第i段过热器的管壁温度，cp表示金属管壁比热容，Mi表示第i段过热器的金属质量，Rih表示第i段过热器中热流体的等效热阻数据，Ric表示第i段过热器中冷流体的等效热阻数据，Thi,in表示第i段过热器中热流体的输入温度，Tci,in表示第i段过热器中冷流体的输入温度，u表示隐变量；i∈[1,2,3]，第1段过热器为初级过热器，第2段过热器为屏式过热器，第3段过热器为末级过热器。
3.根据权利要求2所述的基于热流建模的火电机组蓄能表征方法，其特征在于，所述预设传热输出方程为：
y＝g(x,u,t)；
其中，y＝Cx+D，
Figure FDA0003988086840000021
Figure FDA0003988086840000022
y表示火电机组的总蓄热量，y＝[Q1,Q2,Q3,Q4,Q5,Q6]T，
Figure FDA0003988086840000023
Figure FDA0003988086840000024
Q1表示初级过热器中冷流体的换热量，即初级过热器的输出热能；Q2表示屏式过热器中冷流体的换热量，即屏式过热器的输出热能；Q3表示末级过热器中冷流体的换热量，即末级过热器的输出热能；Q4表示初级过热器中金属蓄热，Q5表示屏式过热器中金属蓄热，Q6表示末级过热器中金属蓄热。
4.根据权利要求1所述的基于热流建模的火电机组蓄能表征方法，其特征在于，所述基于预设过热器工作条件，建立所述火电机组对应的过热器能量流模型，具体包括：
基于所述火电机组的基本数据，建立过热器物理模型；所述火电机组的基本数据包括火电机组中过热器的数量及连接顺序、金属管壁比热容、每段过热器的金属质量、金属管壁内热流体的热导和金属管壁内冷流体的热导；
基于预设锅炉过热器工作条件和所述过热器物理模型，建立所述火电机组对应的过热器能量流模型。
5.根据权利要求1所述的基于动态能量流的火电机组建模方法，其特征在于，确定所述过热器能量流模型中每段过热器的热容流量参数，具体包括：
针对所述过热器能量流模型中每段过热器，获取所述过热器中的冷流体流量和热流体流量；
根据所述热器能量流模型，获取金属管壁比热容；
根据所述冷流体流量和所述金属管壁比热容计算冷流体热容流量；
根据所述热流体流量和所述金属管壁比热容计算热流体热容流量；所述冷流体热容流量和所述热流体热容流量构成所述过热器的热容流量参数。
6.根据权利要求5所述的基于动态能量流的火电机组建模方法，其特征在于，基于每段所述过热器的热容流量参数，计算每段所述过热器对应的等效热阻数据，具体包括：
根据所述热器能量流模型，获取金属管壁内热流体的热导和金属管壁内冷流体的热导；
针对所述过热器能量流模型中每段过热器，根据所述冷流体热容量流和所述金属管壁内冷流体的热导计算等效冷流体热阻，根据所述热流体热容量流和所述金属管壁内热流体的热导计算等效热流体热阻；所述等效冷流体热阻和所述等效热流体热阻构成所述过热器的等效热阻数据。
7.根据权利要求1所述的基于动态能量流的火电机组建模方法，其特征在于，基于每段所述过热器的输出热能，计算所述火电机组的输出热能，具体包括：
获取所述火电机组的输入热能；
将所述火电机组的输入热能、每段所述过热器的输出热能相加，以得到所述火电机组的输出热能。
8.一种基于热流建模的火电机组蓄能表征***，火电机组包括依次连接的多段过热器，其特征在于，火电机组蓄能表征***包括：
模型构建模块，用于基于预设过热器工作条件，建立所述火电机组对应的过热器能量流模型；
参数确定模块，用于确定所述过热器能量流模型中每段过热器的热容流量参数；
等效热阻计算模块，用于基于每段所述过热器的热容流量参数，计算每段所述过热器对应的等效热阻数据；
温度确定模块，用于根据每段所述过热器的热容流量参数和所述过热器能量流模型，确定所述过热器能量流模型中每段所述过热器的管壁温度以及每段所述过热器的输入温度；多个所述过热器的管壁温度构成状态变量；
输出热能计算模块，用于将所述状态变量分别输入至预设传热状态方程和预设传热输出方程，以联立计算得到每段所述过热器的输出热能；所述预设传热状态方程是根据每段所述过热器对应的等效热阻数据以及每段所述过热器的输入温度确定的；所述预设传热输出方程是根据每段所述过热器对应的等效热阻数据、每段所述过热器的管壁温度以及每段所述过热器的输入温度确定的；
机组输出热能确定模块，用于基于每段所述过热器的输出热能，计算所述火电机组的输出热能。
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