本發明涉及orc系統，具體而言，涉及一種用于orc系統的可靠性評估方法與系統。

背景技術：

1、隨著能源需求的不斷增長和環境問題的日益嚴峻，有機朗肯循環(organicrankine?cycle,orc)系統作為一種高效的熱能回收技術，在工業余熱利用、地熱發電、太陽能發電等領域得到了廣泛應用。orc系統通過利用低品位熱源驅動有機工質進行循環發電，具有環保、高效、適應性強等優點。然而，orc系統的長期穩定運行和可靠性直接影響到其經濟效益和推廣前景。

2、orc系統由多個子系統(如蒸發器、冷凝器、膨脹機、工質泵等)，各子系統之間存在復雜的相互作用和依賴關系。傳統的可靠性評估方法難以全面考慮這些復雜性和不確定性，導致評估結果與實際運行情況存在較大偏差。

技術實現思路

1、為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種用于orc系統的可靠性評估方法與系統。

2、一種用于orc系統的可靠性評估方法，包括：

3、步驟1：獲取orc系統在不同環境溫度下的熱輻射圖像；

4、步驟2：對熱輻射圖像中像素點進行目標辨識得到冷凝器、膨脹機、工質泵、蒸發器和環境溫度的熱輻射圖像；

5、步驟3：利用熱輻射圖像計算冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的熱力學圖表；

6、步驟4：根據熱力學圖表計算冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的焓值；

7、步驟5：根據焓值計算冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的損失；

8、步驟6：根據冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的損失完成orc系統在不同環境溫度下可靠性的評估。

9、優選地，所述步驟2：對熱輻射圖像中像素點進行目標辨識得到冷凝器、膨脹機、工質泵、蒸發器和發動機的熱輻射圖像，包括：

10、步驟2.1：根據熱輻射圖像中像素點的位置和色彩值確定距離特征和色彩特征；

11、步驟2.2：根據熱輻射圖像中像素點的梯度值確定梯度特征；

12、步驟2.3：根據熱輻射圖像中像素點的像素值確定前景特征；

13、步驟2.4：利用所述距離特征、色彩特征、梯度特征和前景特征計算任意一個像素點與聚類中心的距離值；

14、步驟2.5：根據距離值構建聚類函數；

15、步驟2.6：對所述聚類函數進行求解得到冷凝器、膨脹機、工質泵、蒸發器和發動機的熱輻射圖像。

16、優選地，所述步驟2.1：根據熱輻射圖像中像素點的位置和色彩值確定距離特征和色彩特征，包括：

17、將熱輻射圖像轉換到lab顏色空間，根據熱輻射圖像在lab顏色空間的色彩值和位置確定距離特征和色彩特征；其中，距離特征和色彩特征的計算公式為：

18、

19、其中，dc(i,k)為色彩特征，ds(i,k)為距離特征，li為第i個像素點在l通道的值，lk為第k個聚類中心在l通道的值，ai為第i個像素點在a通道的值，ak為第k個聚類中心在a通道的值，bi為第i個像素點在b通道的值，bk為第k個聚類像素點在b通道的值，xi為第i個像素點在橫坐標的值，xk為第k個聚類中心在橫坐標的值，yi為第i個像素點在縱坐標的值，yk為第k個聚類中心在縱坐標的值。

20、優選地，在步驟2.2中，梯度特征計算公式為：

21、

22、其中，gxi為第i個像素點在x方向的梯度值，gyi為第i個像素點在x方向的梯度值，gxk為第k個聚類中心在x方向的梯度值，gxk為第k個聚類中心在x方向的梯度值，dg(i,k)為梯度特征。

23、優選地，在所述步驟2.3中基于圖像形態學確定前景特征：

24、

25、其中，e為結構元素，i(x,y)為熱輻射圖像，為圖像的開運算操作，tx為第x個點的前景特征，ti為第i個點的前景特征，tk為第k個聚類中心的前景特征。

26、優選地，在所述步驟2.5中，聚類函數為：

27、

28、其中，mc為顏色系數，s為距離系數，λ1為梯度系數，λ2為前景系數，為像素點xi隸屬第k個聚類中心的隸屬度，jd為聚類函數。

29、優選地，所述步驟3.3：利用排序函數確定第二閾值，包括：

30、根據orc系統的工作過程計算冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的損失；其中，冷凝器的損失為：

31、

32、膨脹機的損失為：

33、ic＝t0mf[(s2-s1)]

34、工質泵的損失為：

35、it＝t0mf[(s4-s3)]

36、蒸發器的損失為：

37、

38、其中，t0表示環境溫度，mf表示工質質量流量，s1表示工質蒸汽在膨脹機內等熵膨脹過程中的比熵值，s2表示工質在冷凝器等壓冷凝過程的比熵值，s3表示工質在工質泵中等熵壓縮過程的比熵值，s4表示工質在蒸發器內等壓吸熱過程中的比熵值，h1表示工質蒸汽在膨脹機內等熵膨脹過程中的焓值，h2表示工質在冷凝器等壓冷凝過程的焓值，h3表示工質在工質泵中等熵壓縮過程的焓值，h4表示工質在蒸發器內等壓吸熱過程的焓值。

39、本發明還提供了一種用于orc系統的可靠性評估系統，包括：

40、圖像獲取模塊，用于獲取orc系統在不同環境溫度下的熱輻射圖像；

41、圖像分割模塊，用于對熱輻射圖像中像素點進行目標辨識得到冷凝器、膨脹機、工質泵、蒸發器和環境溫度的熱輻射圖像；

42、熱力學圖表構建模塊，用于利用熱輻射圖像計算冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的熱力學圖表；

43、焓值計算模塊，用于根據熱力學圖表計算冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的焓值；

44、損失計算模塊，用于根據焓值計算冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的損失；

45、可靠性評估模塊，用于根據冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的損失完成orc系統在不同環境溫度下可靠性的評估。

46、本發明還提供了一種電子設備，包括總線、收發器、存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述收發器、所述存儲器和所述處理器通過所述總線相連，其特征在于，所述計算機程序被所述處理器執行時實現上述的一種用于orc系統的可靠性評估方法中的步驟。

47、本發明還提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現上述的一種用于orc系統的可靠性評估方法中的步驟。

48、本發明提供的一種用于orc系統的可靠性評估方法與系統的有益效果在于：與現有技術相比，本發明能夠實時捕捉orc系統在不同環境溫度下的熱輻射圖像，并動態評估系統的損失和可靠性，有效反映系統在實際運行中的狀態變化，提高了評估的準確性和時效性。

49、為使本發明的上述目的、特征和優點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。

技術特征：

1.一種用于orc系統的可靠性評估方法，其特征在于，包括：

2.根據權利要求1所述的一種用于orc系統的可靠性評估方法，其特征在于，所述步驟2：對熱輻射圖像中像素點進行目標辨識得到冷凝器、膨脹機、工質泵、蒸發器和發動機的熱輻射圖像，包括：

3.根據權利要求2所述的一種用于orc系統的可靠性評估方法，其特征在于，所述步驟2.1：根據熱輻射圖像中像素點的位置和色彩值確定距離特征和色彩特征，包括：

4.根據權利要求3所述的一種用于orc系統的可靠性評估方法，其特征在于，在步驟2.2中，梯度特征計算公式為：

5.根據權利要求4所述的一種用于orc系統的可靠性評估方法，其特征在于，在所述步驟2.3中基于圖像形態學確定前景特征：

6.根據權利要求5所述的一種用于orc系統的可靠性評估方法，其特征在于，在所述步驟2.5中，聚類函數為：

7.根據權利要求6所述的一種用于orc系統的可靠性評估方法，其特征在于，所述步驟5：根據焓值計算冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的損失，包括：

8.一種用于orc系統的可靠性評估系統，其特征在于，包括：

9.一種電子設備，包括總線、收發器、存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述收發器、所述存儲器和所述處理器通過所述總線相連，其特征在于，所述計算機程序被所述處理器執行時實現如權利要求1-7中任一項所述的一種用于orc系統的可靠性評估方法中的步驟。

10.一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，其特征在于，所述計算機程序被處理器執行時實現如權利要求1-7中任一項所述的一種用于orc系統的可靠性評估方法中的步驟。

技術總結
本發明提供了一種用于ORC系統的可靠性評估方法與系統，其中該方法，包括：對熱輻射圖像中像素點進行目標辨識得到冷凝器、膨脹機、工質泵、蒸發器和環境溫度的熱輻射圖像；利用熱輻射圖像計算冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的熱力學圖表；根據熱力學圖表計算冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的焓值；根據焓值計算冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的損失；根據冷凝器、膨脹機、工質泵和蒸發器的損失完成ORC系統在不同環境溫度下可靠性的評估本發明能夠實時捕捉ORC系統在不同環境溫度下的熱輻射圖像，并動態評估系統的損失和可靠性，有效反映系統在實際運行中的狀態變化，提高了評估的準確性和時效性。

技術研發人員：格倫德曼·弗蘭克,馮勇鑫,韓超,王君連,任兆華,韓鵬,李才華,李鋒凱,張景霖,向尚,韓傳正
受保護的技術使用者：北京金自能源科技發展有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28