本發(fā)明涉及消防管路，尤其涉及液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法。

背景技術(shù)：

1、鋰離子電池儲(chǔ)能電站因其高能量密度和長(zhǎng)壽命在能源存儲(chǔ)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，當(dāng)電池發(fā)生熱失控時(shí)，會(huì)迅速升溫并可能引發(fā)火災(zāi)或爆炸，對(duì)人員安全和設(shè)備造成極大威脅。液氮作為一種高效、環(huán)保的滅火介質(zhì)，具有快速冷卻和隔氧窒息的雙重滅火機(jī)制。然而，液氮在管路輸運(yùn)過程中易受外界環(huán)境影響，導(dǎo)致冷量損失和提前汽化，從而影響其滅火效果。因此，如何有效控制液氮在管路輸運(yùn)中的冷量損失，成為當(dāng)前亟待解決的技術(shù)難題。

2、然而，現(xiàn)有液氮輸運(yùn)管路冷量損失控制效果較差，影響液氮輸運(yùn)穩(wěn)定性，進(jìn)而導(dǎo)致液氮抑爆滅火安全性較低的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明通過提供液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法，解決了現(xiàn)有技術(shù)液氮輸運(yùn)管路冷量損失控制效果較差，影響液氮輸運(yùn)穩(wěn)定性，進(jìn)而導(dǎo)致液氮抑爆滅火安全性較低的技術(shù)問題，達(dá)到通過管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化和節(jié)流裝置控制實(shí)現(xiàn)液氮輸運(yùn)管路冷量損失的智能化針對(duì)控制，提高冷量損失控制效果，進(jìn)而確保液氮抑爆滅火安全性的技術(shù)效果。

2、鑒于上述問題，本發(fā)明提供了液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法。

3、第一方面，本發(fā)明提供了液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法，所述方法包括：采集獲取目標(biāo)液氮輸運(yùn)管路的輸送構(gòu)造數(shù)據(jù)集和管路應(yīng)用環(huán)境數(shù)據(jù)集，對(duì)所述輸送構(gòu)造數(shù)據(jù)集和管路應(yīng)用環(huán)境數(shù)據(jù)集進(jìn)行節(jié)流效應(yīng)分析和傳熱傳質(zhì)特性分析，生成節(jié)流效應(yīng)模型和傳熱傳質(zhì)特性模型；將所述節(jié)流效應(yīng)模型和傳熱傳質(zhì)特性模型進(jìn)行耦合求解和驗(yàn)證調(diào)優(yōu)，建立管路溫度梯度-壓降耦合模型；挖掘構(gòu)建管路設(shè)計(jì)參數(shù)空間，基于所述管路溫度梯度-壓降耦合模型在所述管路設(shè)計(jì)參數(shù)空間內(nèi)進(jìn)行冷量損失最小化尋優(yōu)，得到管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案；在所述目標(biāo)液氮輸運(yùn)管路的末端上選擇設(shè)置多級(jí)節(jié)流裝置，基于滅火區(qū)域態(tài)勢(shì)信息對(duì)所述多級(jí)節(jié)流裝置進(jìn)行冷量損失控制分析，確定節(jié)流裝置控制參數(shù)；基于所述管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案和所述節(jié)流裝置控制參數(shù)對(duì)所述目標(biāo)液氮輸運(yùn)管路進(jìn)行冷量損失閉環(huán)控制。

4、進(jìn)一步的，所述建立管路溫度梯度-壓降耦合模型，包括：定義所述節(jié)流效應(yīng)模型和傳熱傳質(zhì)特性模型的數(shù)據(jù)接口，確定節(jié)流模型傳遞變量和傳熱傳質(zhì)模型傳遞變量；根據(jù)模型耦合目標(biāo)和目標(biāo)求解復(fù)雜度，選擇耦合求解算法，基于所述節(jié)流模型傳遞變量和傳熱傳質(zhì)模型傳遞變量，采用所述耦合求解算法依次對(duì)所述節(jié)流效應(yīng)模型和傳熱傳質(zhì)特性模型進(jìn)行迭代求解，得到管路耦合求解模型；設(shè)置收斂準(zhǔn)則，基于所述收斂準(zhǔn)則對(duì)所述管路耦合求解模型進(jìn)行收斂性判斷，直至滿足所述收斂準(zhǔn)則，得到基礎(chǔ)管路耦合模型；對(duì)所述基礎(chǔ)管路耦合模型進(jìn)行驗(yàn)證評(píng)估，得到耦合模型性能信息，基于所述耦合模型性能信息對(duì)所述基礎(chǔ)管路耦合模型進(jìn)行參數(shù)調(diào)優(yōu)，建立管路溫度梯度-壓降耦合模型。

5、進(jìn)一步的，所述建立管路溫度梯度-壓降耦合模型，包括：對(duì)所述基礎(chǔ)管路耦合模型進(jìn)行參數(shù)提取，得到耦合模型關(guān)鍵參數(shù)，并根據(jù)所述耦合模型性能信息，確定模型優(yōu)化目標(biāo)；基于所述耦合模型關(guān)鍵參數(shù)的取值范圍初始化粒子群參數(shù)，所述粒子群參數(shù)包括粒子位置和粒子速度；根據(jù)所述模型優(yōu)化目標(biāo)，定義參數(shù)適應(yīng)度函數(shù)，利用所述參數(shù)適應(yīng)度函數(shù)對(duì)所述粒子群參數(shù)進(jìn)行評(píng)估迭代更新，直至滿足預(yù)設(shè)收斂條件，確定適應(yīng)度最大的粒子作為模型參數(shù)組合解；基于所述模型參數(shù)組合解對(duì)所述基礎(chǔ)管路耦合模型進(jìn)行調(diào)優(yōu)配置，建立所述管路溫度梯度-壓降耦合模型。

6、進(jìn)一步的，所述得到管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案，包括：基于所述管路溫度梯度-壓降耦合模型進(jìn)行冷量損失評(píng)估轉(zhuǎn)換，生成冷量損失評(píng)估目標(biāo)函數(shù)；在所述管路設(shè)計(jì)參數(shù)空間內(nèi)進(jìn)行參數(shù)編碼和初始化種群，得到管路設(shè)計(jì)參數(shù)種群，使用所述冷量損失評(píng)估目標(biāo)函數(shù)對(duì)所述管路設(shè)計(jì)參數(shù)種群進(jìn)行個(gè)體損失度評(píng)估，獲得參數(shù)解損失度集；基于所述參數(shù)解損失度集對(duì)所述管路設(shè)計(jì)參數(shù)種群進(jìn)行損失度排序和父代解選擇，確定父代參數(shù)解集；基于所述父代參數(shù)解集對(duì)所述管路設(shè)計(jì)參數(shù)種群進(jìn)行交叉變異操作和種群迭代更新，得到管路設(shè)計(jì)參數(shù)更新種群，并對(duì)所述管路設(shè)計(jì)參數(shù)更新種群尋優(yōu)得到管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案。

7、進(jìn)一步的，所述對(duì)所述管路設(shè)計(jì)參數(shù)更新種群尋優(yōu)得到管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案，包括：將所述管路設(shè)計(jì)參數(shù)更新種群分割為多個(gè)參數(shù)解區(qū)間，分別在所述多個(gè)參數(shù)解區(qū)間內(nèi)均勻選取n個(gè)區(qū)間參數(shù)解；利用所述冷量損失評(píng)估目標(biāo)函數(shù)依次對(duì)所述n個(gè)區(qū)間參數(shù)解進(jìn)行評(píng)估，獲得n個(gè)區(qū)間參數(shù)損失度集；基于所述n個(gè)區(qū)間參數(shù)損失度集對(duì)所述多個(gè)參數(shù)解區(qū)間進(jìn)行最小損失度篩選，確定第一參數(shù)解區(qū)間；通過所述冷量損失評(píng)估目標(biāo)函數(shù)在所述第一參數(shù)解區(qū)間內(nèi)進(jìn)行迭代分割尋優(yōu)，比對(duì)得到管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案。

8、進(jìn)一步的，所述比對(duì)得到管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案，包括：將所述第一參數(shù)解區(qū)間分割為多個(gè)參數(shù)子區(qū)間，并通過所述冷量損失評(píng)估目標(biāo)函數(shù)對(duì)所述多個(gè)參數(shù)子區(qū)間進(jìn)行參數(shù)解選取評(píng)估和最小損失度篩選，獲得第二參數(shù)解區(qū)間；在所述第二參數(shù)解區(qū)間內(nèi)進(jìn)行迭代評(píng)估篩選，直至預(yù)設(shè)迭代次數(shù)，確定目標(biāo)參數(shù)解區(qū)間；利用所述冷量損失評(píng)估目標(biāo)函數(shù)在所述目標(biāo)參數(shù)解區(qū)間內(nèi)進(jìn)行全局尋優(yōu)，得到所述管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案。

9、進(jìn)一步的，所述確定節(jié)流裝置控制參數(shù)，包括：對(duì)所述滅火區(qū)域態(tài)勢(shì)信息進(jìn)行液氮抑爆滅火需求分析，獲得液氮滅火需求流量參數(shù)和液氮滅火需求壓力參數(shù)；基于所述液氮滅火需求流量參數(shù)和液氮滅火需求壓力參數(shù)對(duì)所述多級(jí)節(jié)流裝置進(jìn)行控制分析，確定節(jié)流控制參數(shù)選取閾值；利用所述冷量損失評(píng)估目標(biāo)函數(shù)在所述節(jié)流控制參數(shù)選取閾值內(nèi)進(jìn)行比對(duì)尋優(yōu)，確定所述節(jié)流裝置控制參數(shù)。

10、進(jìn)一步的，所述方法還包括：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)獲取滅火區(qū)域動(dòng)態(tài)變化信息，對(duì)所述滅火區(qū)域動(dòng)態(tài)變化信息進(jìn)行影響因素抽取，得到火勢(shì)影響因素參數(shù)集；基于所述火勢(shì)影響因素參數(shù)集對(duì)所述目標(biāo)液氮輸運(yùn)管路進(jìn)行冷量損失影響分析，確定管路冷量損失影響因子；基于所述管路冷量損失影響因子對(duì)所述節(jié)流裝置控制參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化修正。

11、本發(fā)明中提供的一個(gè)或多個(gè)技術(shù)方案，至少具有如下技術(shù)效果或優(yōu)點(diǎn)：

12、由于采用了對(duì)目標(biāo)液氮輸運(yùn)管路的輸送構(gòu)造數(shù)據(jù)集和管路應(yīng)用環(huán)境數(shù)據(jù)集進(jìn)行節(jié)流效應(yīng)分析和傳熱傳質(zhì)特性分析，生成節(jié)流效應(yīng)模型和傳熱傳質(zhì)特性模型，再將所述節(jié)流效應(yīng)模型和傳熱傳質(zhì)特性模型進(jìn)行耦合求解和驗(yàn)證調(diào)優(yōu)，建立管路溫度梯度-壓降耦合模型，基于此在管路設(shè)計(jì)參數(shù)空間內(nèi)進(jìn)行冷量損失最小化尋優(yōu)，得到管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案，同時(shí)基于滅火區(qū)域態(tài)勢(shì)信息對(duì)多級(jí)節(jié)流裝置進(jìn)行冷量損失控制分析，確定節(jié)流裝置控制參數(shù)，基于所述管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案和所述節(jié)流裝置控制參數(shù)對(duì)所述目標(biāo)液氮輸運(yùn)管路進(jìn)行冷量損失閉環(huán)控制的技術(shù)方案。進(jìn)而達(dá)到通過管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化和節(jié)流裝置控制實(shí)現(xiàn)液氮輸運(yùn)管路冷量損失的智能化針對(duì)控制，提高冷量損失控制效果，進(jìn)而確保液氮抑爆滅火安全性的技術(shù)效果。

13、上述說明僅是本發(fā)明技術(shù)方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術(shù)手段，而可依照說明書的內(nèi)容予以實(shí)施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實(shí)施方式。

技術(shù)特征：

1.液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.如權(quán)利要求1所述的液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法，其特征在于，所述建立管路溫度梯度-壓降耦合模型，包括：

3.如權(quán)利要求2所述的液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法，其特征在于，所述建立管路溫度梯度-壓降耦合模型，包括：

4.如權(quán)利要求1所述的液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法，其特征在于，所述得到管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案，包括：

5.如權(quán)利要求4所述的液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法，其特征在于，所述對(duì)所述管路設(shè)計(jì)參數(shù)更新種群尋優(yōu)得到管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案，包括：

6.如權(quán)利要求5所述的液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法，其特征在于，所述比對(duì)得到管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案，包括：

7.如權(quán)利要求4所述的液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法，其特征在于，所述確定節(jié)流裝置控制參數(shù)，包括：

8.如權(quán)利要求7所述的液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法，其特征在于，所述方法包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了液氮抑爆滅火過程中的管路冷量損失控制方法，涉及消防管路技術(shù)領(lǐng)域，所述方法包括：采集輸送構(gòu)造數(shù)據(jù)集和管路應(yīng)用環(huán)境數(shù)據(jù)集進(jìn)行分析，生成節(jié)流效應(yīng)模型和傳熱傳質(zhì)特性模型進(jìn)行耦合求解和驗(yàn)證調(diào)優(yōu)，建立管路溫度梯度?壓降耦合模型，以此在管路設(shè)計(jì)參數(shù)空間內(nèi)進(jìn)行冷量損失最小化尋優(yōu)，得到管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案；基于滅火區(qū)域態(tài)勢(shì)信息對(duì)多級(jí)節(jié)流裝置進(jìn)行冷量損失控制分析，確定節(jié)流裝置控制參數(shù)；基于所述管路設(shè)計(jì)布局優(yōu)化方案和所述節(jié)流裝置控制參數(shù)對(duì)所述目標(biāo)液氮輸運(yùn)管路進(jìn)行冷量損失閉環(huán)控制。達(dá)到了實(shí)現(xiàn)液氮輸運(yùn)管路冷量損失的智能化針對(duì)控制，提高冷量損失控制效果，進(jìn)而確保液氮抑爆滅火安全性的技術(shù)效果。

技術(shù)研發(fā)人員：徐敦彬,鄧星,滕松,張國(guó)維,劉昌會(huì),許磊,趙剛強(qiáng),賀名歡,肖學(xué)權(quán),張瀟
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)網(wǎng)江蘇省電力有限公司徐州供電分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/15