CN115288817B - 超临界二氧化碳发电系统控制方法、装置及设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种超临界二氧化碳发电系统控制方法、装置及设备，获取超临界二氧化碳发电系统所处环境的当前温度，在确定当前温度满足预设条件时，根据当前温度确定目标配比，其中备用工质为可以改变混合工质温度又不与循环工质反应的工质，根据目标配比配制目标混合工质，将目标混合工质输入超临界二氧化碳发电系统的循环回路，以使超临界二氧化碳发电系统利用目标混合工质进行发电。本申请实施例在环境温度满足预设条件时，通过向循环工质中添加备用工质来调节工质的临界温度，从而使发电的混合工质能够适应更高的环境温度，保证了超临界二氧化碳发电系统可以在高温环境中也运行在最优工况。

Description

超临界二氧化碳发电系统控制方法、装置及设备

技术领域

本申请属于清洁能源发电系统技术领域，尤其涉及一种超临界二氧化碳发电系统控制方法、装置及设备。

背景技术

超临界二氧化碳动力转换技术具有系统简化、效率高、体积小、易于实现模块化建设等技术优势，应用超临界二氧化碳布雷顿循环实现发电是一种非常具有前景的发电技术。超临界二氧化碳循环发电技术是将临界点以上的二氧化碳流体作为循环工质，利用其高密度、高比热的特性来实现高效率发电的技术。

为了使超临界二氧化碳循环发电系统可以保持在最优工况，超临界二氧化碳循环发电系统压缩机入口处的温度通常需要保持在二氧化碳的临界点附近。但是受时间、季节等环境变化的影响，压缩机入口处的温度有时会出现偏离临界点的情况，而这则会导致循环效率大打折扣，使得系统供电不足，不能满足预期。

发明内容

为了解决环境变化对超临界二氧化碳发电技术带来的不利影响，本申请实施例提供一种超临界二氧化碳发电系统控制方法、装置、设备及计算机存储介质，解决了环境变化对系统实际工况的要求，保证系统在非常规环境下仍能高效安全运行。

第一方面，本申请实施例提供一种超临界二氧化碳发电系统控制方法，包括：

获取超临界二氧化碳发电系统所处环境的当前温度；

在确定当前温度满足预设条件时，根据当前温度确定目标配比，其中，配比为配制混合工质的备用工质与循环工质的配比，备用工质为能够改变混合工质的临界温度且不与循环工质发生反应的工质；

根据目标配比配制目标混合工质；

将目标混合工质输入超临界二氧化碳发电系统的循环回路，以使超临界二氧化碳发电系统利用目标混合工质进行发电。

作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：

将当前温度与第一阈值进行比较，若当前温度大于所述第一阈值则确定当前温度满足预设条件；和/或，

计算当前温度与前一次获取的环境温度的差值绝对值，若差值绝对值大于第二阈值则确定当前温度满足预设条件。

作为一种可能的实现方式，根据当前温度确定目标配比，包括：

根据当前温度确定超临界二氧化碳发电系统能够达到的目标压缩机入口温度；

根据目标压缩机入口温度确定目标配比。

作为一种可能的实现方式，根据所述目标压缩机入口温度确定目标配比，包括：

获取一个配比；

计算按照配比配制的混合工质的临界温度，并将临界温度与目标压缩机入口温度进行比较；

若确定临界温度低于目标压缩机入口温度第三阈值，则将配比作为备选配比，若确定临界温度不低于目标压缩机入口温度第三阈值，则重新获取配比并计算，直至确定出备选配比；

根据备选配比确定目标配比。

作为一种可能的实现方式，根据所述备选配比确定目标配比，包括：

计算按照备选配比配制的混合工质在不同系统参数下的发电效率，其中系统参数包括压缩机入口压力和压缩机入口温度；

对不同系统参数下的发电效率进行比较，确定出最优效率；

计算最优效率对应的压缩机入口温度与目标压缩机入口温度的温度差值；

若温度差值小于第四阈值，则将备选配比作为目标配比。

作为一种可能的实现方式，超临界二氧化碳发电系统包括用于储存备用工质的备用工质储罐、用于储存循环工质的循环工质储罐和用于对备用工质与循环工质进行混合的混合器，备用工质储罐和循环工质储罐都设有阀门；

根据目标配比配制目标混合工质，包括：

根据所述目标配比和预设的工质量阈值确定备用工质量和循环工质量；

根据所述备用工质量确定所述备用工质储罐的阀门开度；

根据所述循环工质量确定所述循环工质储罐的阀门开度；

基于备用工质储罐的阀门开度生成与备用工质储罐对应的第一阀门控制指令；

基于循环工质储罐的阀门开度生成与循环工质储罐对应的第二阀门控制指令；

按照第一阀门控制指令和第二阀门控制指令，分别对备用工质储罐的阀门和循环工质储罐的阀门进行控制，以向混合器中输入备用工质和循环工质；

控制混合器对输入其中的备用工质和循环工质进行混合，得到目标混合工质。

作为一种可能的实现方式，所述方法还包括：

计算超临界二氧化碳发电系统利用目标混合工质进行发电时的热电转换效率；

根据热电转换效率对目标配比进行校正。

第二方面，本申请实施例提供了一种超临界二氧化碳发电系统控制装置，包括：

温度获取单元，用于获取所述超临界二氧化碳发电系统所处环境的当前温度；

目标配比确定单元，用于在确定所述当前温度满足预设条件时，根据所述当前温度确定目标配比，其中，配比为配制混合工质的备用工质与循环工质的配比，所述备用工质为能够改变混合工质的临界温度且不与所述循环工质发生反应的工质；

混合单元，用于根据所述目标配比配制目标混合工质；

发电控制单元，用于将所述目标混合工质输入所述超临界二氧化碳发电系统的循环回路，以使所述超临界二氧化碳发电系统利用所述目标混合工质进行发电。

第三方面，本申请实施例提供了一种超临界二氧化碳发电系统控制设备，所述设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；

所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如第一方面任意一项所述的超临界二氧化碳发电系统控制方法。

第四方面，本申请实施例提供了一种计算机存储介质，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如第一方面任意一项所述的超临界二氧化碳发电系统控制方法。

第五方面，本申请实施例提供了一种计算机程序产品，计算机程序产品中的指令由电子设备的处理器执行时，使得所述电子设备能够执行如第一方面任意一项所述的超临界二氧化碳发电系统控制方法。

本申请实施例的超临界二氧化碳发电系统控制方法、装置、设备及计算机存储介质，获取超临界二氧化碳发电系统所处环境的当前温度，在确定当前温度满足预设条件时，根据当前温度确定目标配比，其中，配比指配制混合工质的备用工质与循环工质的配比，备用工质为可以改变混合工质的临界温度又不与循环工质反应的工质，根据目标配比配制目标混合工质，将目标混合工质输入超临界二氧化碳发电系统的循环回路，以使超临界二氧化碳发电系统利用目标混合工质进行发电。本申请实施例提供的超临界二氧化碳发电系统控制方法在环境温度满足预设条件时，通过向循环工质中添加备用工质来调节工质的临界温度，从而使发电的混合工质能够适应更高的环境温度，通过此种方式实现了对超临界二氧化碳发电系统内部温度的调节，减少由于环境温度变化造成的不良影响，保证了超临界二氧化碳发电系统在高温环境下也可以运行在最优工况。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例提供的一种传统超临界二氧化碳发电系统的结果示意图；

图2是本申请一个实施例提供的一种超临界二氧化碳发电系统控制方法的流程示意图；

图3是本申请一个实施例提供的一种确定目标配比的方法流程示意图；

图4是本申请一个实施例提供的一种超临界二氧化碳发电系统的结构示意图；

图5是本申请一个实施例提供的一种根据目标配比配制目标混合工质的方法流程示意图；

图6是本申请另一个实施例提供的一种传统超临界二氧化碳发电系统控制装置的结构示意图；

图7是本申请又一个实施例提供的一种传统超临界二氧化碳发电系统控制设备的结构示意图。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

超临界二氧化碳发电系统是一种利用超临界二氧化碳布雷顿循环发电技术进行发电的系统。参见图1，为本申请实施例提供的一种传统单级回热循环结构的超临界二氧化碳发电系统的结构示意图。如图1所示，超临界二氧化碳发电系统可以包括：压缩机101、透平102、加热器103、回热器104、冷却器105、工质泵106、循环工质储罐107和气体加热器108。

其中，循环工质储罐107用于存储循环工质，在本申请实施例中循环工质指二氧化碳工质。

基于上述超临界二氧化碳发电系统的发电流程主要包括：工质泵106将循环工质储罐107中的循环工质输送到气体加热器108中进行预热，然后预热后的循环工质进入循环回路中，经过冷却器105中进行冷却，冷却后的循环工质输入到压缩机101中进行加压，从而得到低温高压的循环工质，低温高压的循环工质输入到加热器103中，循环工质从加热器103中获得热量后变成高温高压的循环工质，高温高压的循环工质在透平102中做功，做功后的循环工质进入到回热器104中，被其中的冷侧流体(也即冷通道中的流体)冷却，再进入冷却器105中被冷却，之后进入到压缩机101中加压，从而得到低温高压的循环工质，低温高压的循环工质继续进入到回热器104中，被其中的热侧流体(也即热通道中的流体)加热，最后再进入到加热器103，至此完成一次闭式发电循环。其中，加热器103的热源，可以是堆芯直接取热，也可以是从堆芯取热与第二回路之间的热交换器。

为了充分利用循环工质在临界点附近的物性特征，超临界二氧化碳发电系统的压缩机入口温度取临界点附近(≥32℃)，此时循环工质具有高密度特性，大大减少了压缩耗功，提升循环效率。

为了使压缩机入口温度可以保持在临界点附近，就需要冷却器提供足够的冷却能力。但是，在环境条件不允许使用水冷方法，且环境温度高于32℃时，比如在缺水的西部地区或在深空当中，这样的环境条件无法提供大量的冷却水实现压缩机入口工质的冷却，则冷却器将无法再将压缩机入口温度冷却到额定工况，而这将会造成超临界二氧化碳发电系统的循环效率大打折扣，不能满足预期，若发电系统不能长期稳定运行在最优工况，将会导致系统供电不足。

为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种超临界二氧化碳发电系统控制方法、装置、设备及计算机存储介质。

本申请实施例提供的超临界二氧化碳发电系统控制方法、装置、设备及计算机存储介质可以应用于超临界二氧化碳发电系统，其中超临界二氧化碳发电系统包括但不仅限于超临界二氧化碳单级回热布雷顿循环，超临界二氧化碳布雷顿循环的多种结构形式，例如：再压缩布雷顿循环、间冷/再热布雷顿循环等都可以使用。

下面首先对本申请实施例所提供的超临界二氧化碳发电系统控制方法进行介绍。

图2示出了本申请一个实施例提供的超临界二氧化碳发电系统控制方法的流程示意图。如图2所示，本申请实施例提供的超临界二氧化碳发电系统控制方法可以包括以下步骤：

S21.获取超临界二氧化碳发电系统所处环境的当前温度。

在一个示例中，可以通过在超临界二氧化碳发电系统所处的环境中安装温度检测装置，通过温度检测装置来检测环境的温度。

S22.在确定当前温度满足预设条件时，根据当前温度确定目标配比，其中，配比为配制混合工质的备用工质与循环工质的配比，备用工质为能够改变混合工质的临界温度，且不与循环工质发生反应的工质。

在一个示例中，备用工质包括但不仅限于一氧化二氮N₂O、六氟化硫SF₆、六氟苯C₆F₆、四氯化钛TiCl₄、六氟化氯CLF₆等烷烃类有机化合物工质。

S23.根据目标配比配制目标混合工质。

S24.将目标混合工质输入超临界二氧化碳发电系统的循环回路，以使超临界二氧化碳发电系统利用目标混合工质进行发电。

本申请实施例提供的一种超临界二氧化碳发电系统控制方法，获取超临界二氧化碳发电系统所处环境的当前温度，在确定当前温度满足预设条件时，根据当前温度确定目标配比，其中，配比指配制混合工质的备用工质与循环工质的配比，备用工质为可以改变混合工质的临界温度又不与循环工质反应的工质，根据目标配比配制目标混合工质，将目标混合工质输入超临界二氧化碳发电系统的循环回路，以使超临界二氧化碳发电系统利用目标混合工质进行发电。本申请实施例提供的超临界二氧化碳发电系统控制方法在环境温度满足预设条件时，通过向循环工质中添加备用工质来调节工质的临界温度，从而使发电的混合工质能够适应更高的环境温度，通过此种方式实现了对超临界二氧化碳发电系统内部温度的调节，减少由于环境温度变化造成的不良影响，保证了超临界二氧化碳发电系统在高温环境下也可以运行在最优工况。

下面介绍上述步骤的具体实现方式。

在一些实施例中，在S22之前需要先判断当前温度是否满足预设条件。

在一个示例中，在判断当前温度是否满足预设条件时，可以将当前温度与第一阈值进行比较，若当前温度大于第一阈值则确定当前温度满足预设条件。其中，第一阈值可以为根据实际情况设定的值。因为本申请实施例是通过将环境温度与第一阈值进行比较，来确定是否需要对超临界二氧化碳发电系统的温度进行调节，因此为了可以及时进行温度调节，第一阈值可以是根据循环工质的临界温度设置的一个值。例如，临界温度为32℃，则第一阈值可以为35℃。

在一个示例中，在判断当前温度是否满足预设条件时，还可以计算当前温度与前一次获取的环境温度的差值绝对值，若差值绝对值大于第二阈值则确定当前温度满足预设条件。其中，第二阈值可以为根据实际情况设定的值，例如可以为1℃。通过此种方式可以保证在环境温度每增减第二阈值时，发电系统会进行一次工质调节以保证循环运行在最优工况。

在一些实施例中，S22在根据当前温度确定目标配比时，可以先根据当前温度确定超临界二氧化碳发电系统能够达到的目标压缩机入口温度，然后再根据目标压缩机入口温度确定目标配比。

在一个示例中，可以根据超临界二氧化碳发电系统的具体设计来确定其能够达到的目标压缩机入口温度。因为在超临界二氧化碳发电系统中进入到压缩机的工质温度需要根据冷却器出口的工质温度确定，而冷却器的出口的工质温度要根据冷却器选择的冷却形式确定，冷却形式通常分为空气冷却和水冷，例如，如果是空气冷却，则在环境的当前温度满足预设条件时，能够达到的压缩机入口温度不能低于第一阈值。由此可见，超临界二氧化碳发电系统能够达到的目标压缩机入口温度要看冷却能力。

在一个示例中，如图3所示，根据目标压缩机入口温度确定目标配比可以包括以下步骤：

S31.获取一个配比。

在一个示例中，获取的配比可以是预先设置的，也可以是用户输入的。

S32.计算按照该配比配制的混合工质的临界温度。

S33.将计算出的临界温度与目标压缩机入口温度进行比较，以判断该临界温度是否低于目标压缩机入口温度第三阈值，若确定该临界温度低于目标压缩机入口温度第三阈值，则执行S34，否则返回S31重新获取配比并计算，直至确定对应的临界温度低于目标压缩机入口温度第三阈值的配比。

在一个示例中，第三阈值可以为根据实际需求设定的值，例如可以为1℃-2℃之间的任意值。

S34.将上述配比作为备选配比。

S35.根据备选配比确定目标配比。

在一个示例中，在根据备选配比确定目标配比时，可以计算按照该备选配比配制的混合工质在不同系统参数下的发电效率。其中，系统参数指的是超临界二氧化碳发电系统的系统参数，可以包括压缩机入口压力和压缩机入口温度等，对不同系统参数下的发电效率进行比较，确定出最优效率，然后计算最优效率对应的压缩机入口温度与目标压缩机入口温度的温度差值，若计算得到的温度差值小于第四阈值，则将该备选配比作为目标配比，若计算得到的温度差值不小于第四阈值，则重新返回S31，直至确定出目标配比。其中，第四阈值可以是根据实际情况设定的值，例如可以为接近0℃的值。

在本申请实施例中，通过上述方式可以确定出能够使超临界二氧化碳发电系统运行在最优工况的混合工质的目标配比，如此超临界二氧化碳发电系统采用根据目标配比配制的混合工质进行发电，则可以达到最优工况。

进一步的，作为本申请的另一种实现方式，在S24之后还可以包括：

计算超临界二氧化碳发电系统利用目标混合工质进行发电时的热电转换效率，根据热电转换效率对目标配比进行校正。

在一个示例中，可以计算超临界二氧化碳发电系统的循环各状态点参数，然后进行热力计算，再计算系统的净功，进而得到系统的热电转换效率。具体的，首先，给定换热设备(包括回热器、冷却器、加热器)及管道阀门的压降、透平进口温度压力、压缩机进口温度压力、回路中机械转动设备的效率等初始化参数以及系统热功率Q，然后计算回路各设备的进出口压力，从而求出透平设备的比功率(即单位质量流量的透平输出功)为：

wt＝(h4-h5,s)·ηt；

其中：h4为透平进口焓值，h5,s为等熵膨胀透平出口焓值，ηt为透平效率。

wc＝(h2,s-h1)·ηc；

其中，h2,s为等熵压缩压气机出口焓值，h1为压气机进口焓值，ηc为压缩机效率。

因此，动力系统的比功(单位质量流量的有用轴功)为：

wn＝wt-wc；

考虑系统热损失1％，动力系统的工质流量为：

q＝Q·(1-1％)/Δh

其中，Δh为加热器进出口焓差，可根据循环各状态点参数计算得到。

因此，则系统的热电转换效率为：

ηe＝q*wn*ηG/Q

其中，ηG为发电机效率。

在本申请实施例中，通过对目标配比进行校正，可以进一步优化系统的运行工况。

在一些实施例中，为了便于对超临界二氧化碳发电系统进行控制，提高超临界二氧化碳发电系统的智能化，如图4所示，在图1所示的超临界二氧化碳发电系统的基础上，超临界二氧化碳发电系统还可以包括于储存备用工质的备用工质储罐401、液体增压泵402、液体增压泵403以及用于对备用工质与循环工质进行混合的混合器404，其中备用工质储罐401和循环工质储罐107都设有阀门。

因为通常只有在超临界二氧化碳发电系统开始工作后，才需要对其所处环境的温度进行检测，所以超临界二氧化碳发电系统所处环境的当前温度满足预设条件可能会发生在两种情况下，一种情况是在超临界二氧化碳发电系统刚启动时，一种情况是在超临界二氧化碳发电系统已经正常运行一段时间后。

通常超临界二氧化碳发电系统在运行时会有一个工质量阈值，工质量阈值为超临界二氧化碳发电系统在运行时循环回路中所需的总工质量。当其循环回路中的工质量达到工质量阈值之后，将不再向循环回路中增加工质，其中工质量阈值可以根据实际情况设定。基于此，针对上述第一种情况，基于如图4所示的超临界二氧化碳发电系统，如图5所示，在S23根据所述目标配比配制目标混合工质时，可以包括以下步骤：

S51.根据目标配比和预设的工质量阈值确定备用工质量和循环工质量。

S52.根据备用工质量确定备用工质储罐的阀门开度。

通常，储罐输出的工质量与储罐的阀门开度相关，所以在确定了备用工质量之后，便可以根据备用工质量确定备用工质储罐的阀门开度。

S53.根据循环工质量确定循环工质储罐的阀门开度。

与确定备用工质储罐的阀门开度原理相同，此处不再赘述。

S54.基于备用工质储罐的阀门开度生成与备用工质储罐对应的第一阀门控制指令。

S55.基于循环工质储罐的阀门开度生成与循环工质储罐对应的第二阀门控制指令。

S56.按照第一阀门控制指令和第二阀门控制指令，分别对备用工质储罐的阀门和循环工质储罐的阀门进行控制，以向混合器中输入备用工质和循环工质。

S57.控制混合器对输入其中的备用工质和循环工质进行混合，得到目标混合工质。

在确定出备用工质储罐的阀门开度和循环工质储罐的阀门开度之后，便可以生成用于控制备用工质储罐的阀门的第一阀门控制指令和用于控制循环工质储罐的阀门的第二阀门控制指令，通过第一阀门控制指令和第二阀门控制指令分别对备用工质储罐的阀门和循环工质储罐的阀门进行控制，便可以实现对备用工质储罐输出的备用工质量和循环工质储罐输出的循环工质量的控制，使得最终输入到混合器中的备用工质量和循环工质量的配比满足目标配比，进而得到满足目标配比的目标混合工质。

针对上面所述的第二种情况，在超临界二氧化碳发电系统正常运行一段时候后，其循环回路中通常已经有了循环工质，所以当环境温度满足预设条件时，在根据目标配比和工质量阈值计算出需要的备用工质量和循环工质量之后，可能需要先将循环回路中的循环工质排出一部分，已保证可以向循环回路中加入备用工质，使得最终得到的混合工质满足目标配比。当然也有可能不需要排出循环工质，具体是否需要排出循环工质可以根据混合后工质的压力以及压缩机入口压力来确定。

在一个示例中，因为向循环回路中注入工质会影响压缩机入口压力，而压缩机入口压力和温度一样都会影响发电系统的效率，所以压缩机入口压力通常有一个最佳值。基于此，可以基于这个最佳值，根据混合后工质的压力以及压缩机入口压力来确定是否需要排出循环回路中的部分循环工质。

在实际应用中，上述过程可以由超临界二氧化碳发电系统的PID控制器来执行。

通过上述方式可以实现对超临界二氧化碳发电系统的全自动控制，提高了超临界二氧化碳发电系统控制效率和智能化。

基于上述实施例提供的超临界二氧化碳发电系统控制方法，相应地，本申请还提供了超临界二氧化碳发电系统控制装置的具体实现方式。请参见以下实施例。

首先参见图6，本申请实施例提供的超临界二氧化碳发电系统控制装置包括以下单元：

温度获取单元601，用于获取超临界二氧化碳发电系统所处环境的当前温度。

目标配比确定单元602，用于在确定当前温度满足预设条件时，根据当前温度确定目标配比，其中，配比为配制混合工质的备用工质与循环工质的配比，备用工质为能够改变混合工质的临界温度且不与循环工质发生反应的工质。

混合单元603，用于根据目标配比配制目标混合工质。

发电控制单元604，用于将目标混合工质输入超临界二氧化碳发电系统的循环回路，以使超临界二氧化碳发电系统利用目标混合工质进行发电。

本申请实施例的超临界二氧化碳发电系统控制装置，获取超临界二氧化碳发电系统所处环境的当前温度，在确定当前温度满足预设条件时，根据当前温度确定目标配比，其中，配比指配制混合工质的备用工质与循环工质的配比，备用工质为可以改变混合工质的临界温度又不与循环工质反应的工质，根据目标配比配制目标混合工质，将目标混合工质输入超临界二氧化碳发电系统的循环回路，以使超临界二氧化碳发电系统利用目标混合工质进行发电。本申请实施例提供的超临界二氧化碳发电系统控制方法在环境温度满足预设条件时，通过向循环工质中添加备用工质来调节工质的临界温度，从而使发电的混合工质能够适应更高的环境温度，通过此种方式实现了对超临界二氧化碳发电系统内部温度的调节，减少由于环境温度变化造成的不良影响，保证了超临界二氧化碳发电系统在高温环境下也可以运行在最优工况。

作为一种可能的实现方式，上述装置还可以包括：

条件判断单元，用于将当前温度与第一阈值进行比较，若当前温度大于所述第一阈值则确定当前温度满足预设条件；和/或，计算当前温度与前一次获取的环境温度的差值绝对值，若差值绝对值大于第二阈值则确定当前温度满足预设条件。

作为一种可能的实现方式，目标配比确定单元602用于：

根据当前温度确定超临界二氧化碳发电系统能够达到的目标压缩机入口温度；

根据目标压缩机入口温度确定目标配比。

作为一种可能的实现方式，目标配比确定单元602用于：

获取一个配比；

计算按照配比配制的混合工质的临界温度，并将临界温度与目标压缩机入口温度进行比较；

若确定临界温度低于目标压缩机入口温度第三阈值，则将配比作为备选配比，若确定临界温度不低于目标压缩机入口温度第三阈值，则重新获取配比并计算，直至确定出备选配比；

根据备选配比确定目标配比。

作为一种可能的实现方式，目标配比确定单元602用于：

计算按照备选配比配制的混合工质在不同系统参数下的发电效率，其中系统参数包括压缩机入口压力和压缩机入口温度；

对不同系统参数下的发电效率进行比较，确定出最优效率；

计算最优效率对应的压缩机入口温度与目标压缩机入口温度的温度差值；

若温度差值小于第四阈值，则将备选配比作为目标配比。

作为一种可能的实现方式，超临界二氧化碳发电系统包括用于储存备用工质的备用工质储罐、用于储存循环工质的循环工质储罐和用于对备用工质与循环工质进行混合的混合器，备用工质储罐和循环工质储罐都设有阀门；

混合单元603用于：

根据目标配比和预设的工质量阈值确定备用工质量和循环工质量；

根据备用工质量确定所述备用工质储罐的阀门开度；

根据所述循环工质量确定所述循环工质储罐的阀门开度；

基于备用工质储罐的阀门开度生成与备用工质储罐对应的第一阀门控制指令；

基于循环工质储罐的阀门开度生成与循环工质储罐对应的第二阀门控制指令；

按照第一阀门控制指令和第二阀门控制指令，分别对备用工质储罐的阀门和循环工质储罐的阀门进行控制，以向混合器中输入备用工质和循环工质；

控制混合器对输入其中的备用工质和循环工质进行混合，得到目标混合工质。

作为一种可能的实现方式，上述装置还可以包括：

校正单元，用于计算超临界二氧化碳发电系统利用目标混合工质进行发电时的热电转换效率，根据热电转换效率对目标配比进行校正。

图7示出了本申请实施例提供的超临界二氧化碳发电系统控制设备的硬件结构示意图。

在超临界二氧化碳发电系统控制设备可以包括处理器701以及存储有计算机程序指令的存储器702。

具体地，上述处理器701可以包括中央处理器(CPU)，或者特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)，或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。

存储器702可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器702可包括硬盘驱动器(Hard Disk Drive，HDD)、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线(Universal Serial Bus，USB)驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器702可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器702可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器702是非易失性固态存储器。

存储器702可包括只读存储器(ROM)，随机存取存储器RAM)，磁盘存储介质设备，光存储介质设备，闪存设备，电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此，通常，存储器702包括一个或多个编码有包括计算机可执行指令的软件的有形(非暂态)计算机可读存储介质(例如，存储器设备)，并且当该软件被执行(例如，由一个或多个处理器)时，其可操作来执行参考根据本公开的一方面的方法所描述的操作。

处理器701通过读取并执行存储器702中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种超临界二氧化碳发电系统控制方法。

在一个示例中，超临界二氧化碳发电系统控制设备还可包括通信接口703和总线710。其中，如图7所示，处理器701、存储器702、通信接口703通过总线710连接并完成相互间的通信。

通信接口703，主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。

总线710包括硬件、软件或两者，将在线数据流量计费设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口(AGP)或其他图形总线、增强工业标准架构(EISA)总线、前端总线(FSB)、超传输(HT)互连、工业标准架构(ISA)总线、无限带宽互连、低引脚数(LPC)总线、存储器总线、微信道架构(MCA)总线、外围组件互连(PCI)总线、PCI-Express(PCI-X)总线、串行高级技术附件(SATA)总线、视频电子标准协会局部(VLB)总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线710可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。

另外，结合上述实施例中的超临界二氧化碳发电系统控制方法，本申请实施例可提供一种计算机存储介质来实现。该计算机存储介质上存储有计算机程序指令；该计算机程序指令被处理器执行时实现上述实施例中的任意一种超临界二氧化碳发电系统控制方法。

需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。

以上所述的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路(ASIC)、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM(EROM)、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频(RF)链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。

还需要说明的是，本申请中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或系统。但是，本申请不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。

上面参考根据本公开的实施例的方法、装置(系统)和计算机程序产品的流程图和/或框图描述了本公开的各方面。应当理解，流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理装置的处理器，以产生一种机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令使能对流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的实现。这种处理器可以是但不限于是通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或者现场可编程逻辑电路。还可理解，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，也可以由执行指定的功能或动作的专用硬件来实现，或可由专用硬件和计算机指令的组合来实现。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种超临界二氧化碳发电系统控制方法，其特征在于，包括：

获取所述超临界二氧化碳发电系统所处环境的当前温度；

在确定所述当前温度满足预设条件时，根据所述当前温度确定目标配比，其中，配比为配制混合工质的备用工质与循环工质的配比，所述备用工质为能够改变混合工质的临界温度且不与所述循环工质发生反应的工质；

根据所述目标配比配制目标混合工质；

将所述目标混合工质输入所述超临界二氧化碳发电系统的循环回路，以使所述超临界二氧化碳发电系统利用所述目标混合工质进行发电；

所述超临界二氧化碳发电系统包括用于储存备用工质的备用工质储罐、用于储存循环工质的循环工质储罐和用于对备用工质与循环工质进行混合的混合器，所述备用工质储罐和所述循环工质储罐都设有阀门；

所述根据所述目标配比配制目标混合工质，包括：

根据所述目标配比和预设的工质量阈值确定备用工质量和循环工质量；

根据所述备用工质量确定所述备用工质储罐的阀门开度；

根据所述循环工质量确定所述循环工质储罐的阀门开度；

基于所述备用工质储罐的阀门开度生成与所述备用工质储罐对应的第一阀门控制指令；

基于所述循环工质储罐的阀门开度生成与所述循环工质储罐对应的第二阀门控制指令；

按照所述第一阀门控制指令和所述第二阀门控制指令，分别对所述备用工质储罐的阀门和所述循环工质储罐的阀门进行控制，以向所述混合器中输入备用工质和循环工质；

控制所述混合器对输入其中的备用工质和循环工质进行混合，得到目标混合工质。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述当前温度与第一阈值进行比较，若所述当前温度大于所述第一阈值则确定所述当前温度满足预设条件；和/或，

计算所述当前温度与前一次获取的环境温度的差值绝对值，若所述差值绝对值大于第二阈值则确定所述当前温度满足预设条件。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述当前温度确定目标配比，包括：

根据所述当前温度确定所述超临界二氧化碳发电系统能够达到的目标压缩机入口温度；

根据所述目标压缩机入口温度确定目标配比。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标压缩机入口温度确定目标配比，包括：

获取一个配比；

计算按照所述配比配制的混合工质的临界温度，并将所述临界温度与所述目标压缩机入口温度进行比较；

若确定所述临界温度低于所述目标压缩机入口温度第三阈值，则将所述配比作为备选配比，若确定所述临界温度不低于所述目标压缩机入口温度第三阈值，则重新获取配比并计算，直至确定出备选配比；

根据所述备选配比确定目标配比。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述备选配比确定目标配比，包括：

计算按照所述备选配比配制的混合工质在不同系统参数下的发电效率，其中所述系统参数包括压缩机入口压力和压缩机入口温度；

对不同系统参数下的发电效率进行比较，确定出最优效率；

计算所述最优效率对应的压缩机入口温度与所述目标压缩机入口温度的温度差值；

若所述温度差值小于第四阈值，则将所述备选配比作为目标配比。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算所述超临界二氧化碳发电系统利用所述目标混合工质进行发电时的热电转换效率；

根据所述热电转换效率对所述目标配比进行校正。

7.一种超临界二氧化碳发电系统控制装置，其特征在于，包括：

温度获取单元，用于获取所述超临界二氧化碳发电系统所处环境的当前温度；

目标配比确定单元，用于在确定所述当前温度满足预设条件时，根据所述当前温度确定目标配比，其中，配比为配制混合工质的备用工质与循环工质的配比，所述备用工质为能够改变混合工质的临界温度且不与所述循环工质发生反应的工质；

混合单元，用于根据所述目标配比配制目标混合工质；

发电控制单元，用于将所述目标混合工质输入所述超临界二氧化碳发电系统的循环回路，以使所述超临界二氧化碳发电系统利用所述目标混合工质进行发电；

所述超临界二氧化碳发电系统包括用于储存备用工质的备用工质储罐、用于储存循环工质的循环工质储罐和用于对备用工质与循环工质进行混合的混合器，备用工质储罐和循环工质储罐都设有阀门；

所述混合单元用于：

根据所述目标配比和预设的工质量阈值确定备用工质量和循环工质量；

根据所述备用工质量确定所述备用工质储罐的阀门开度；

根据所述循环工质量确定所述循环工质储罐的阀门开度；

基于所述备用工质储罐的阀门开度生成与所述备用工质储罐对应的第一阀门控制指令；

基于所述循环工质储罐的阀门开度生成与所述循环工质储罐对应的第二阀门控制指令；

按照所述第一阀门控制指令和所述第二阀门控制指令，分别对所述备用工质储罐的阀门和所述循环工质储罐的阀门进行控制，以向所述混合器中输入备用工质和循环工质；

控制所述混合器对输入其中的备用工质和循环工质进行混合，得到目标混合工质。

8.一种超临界二氧化碳发电系统控制设备，其特征在于，所述设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；

所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如权利要求1-6任意一项所述的超临界二氧化碳发电系统控制方法。

9.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求1-6任意一项所述的超临界二氧化碳发电系统控制方法。

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