一种太阳能集热系统集热量实时预测的混合建模方法

摘要：

太阳能集热器的集热量受光照度、环境温度、风速等多种因素的影响,其预测模型很难从预测精度和实时性上同时满足用户需求.本文提出一种实时预测太阳能集热系统集热量的混合建模方法.该方法首先从能量守恒出发,根据热管式太阳能集热系统传热机理推导出集热量的理论模型,并把理论模型中的散热系数、透射率、吸收率等经验参数以及采光面积、散热面积等几何参数集总为模型的未知参数,进而提出混合模型的结构.然后,利用TRNSYS仿真软件搭建太阳能集热器模拟仿真系统,对仿真系统不同的运行工况进行仿真实验,获取用于辨识混合模型未知参数的稳态数据.最后,选用粒子群优化算法(PSO)作为模型参数的辨识方法,利用所获得的稳态数据辨识模型的未知参数.模型预测值与仿真实验结果的比较表明,预测模型简单而精确,能够在各种工况下实时地、高精度地预测太阳能集热器的集热量,其平均相对误差可达到2.02%.该模型在太阳能热泵、太阳能热水器等系统的优化控制领域得以广泛应用.

关键词：太阳能集热系统、混合建模、PSO、参数辨识、太阳能

分类号：TP391(计算技术、计算机技术)

资助基金：山东省重大科技创新工程项目;山东省自然科学基金面上项目

在线出版日期：2022-10-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：55-61