能量系统辨识原理 能量系统的辨识.docx

任何一个能量系统都刻划分为若干个支统，每个支系统又可划分为若干个子系统，而用能基本单元或设备还往往联系着一些能量转换与利用的环节。无论系统如何复杂，都可归纳为由用能单元串联与并联组合而成。
如果几个单元的输入火用和有效输出火用分相互平行，或者几个单元作为代价的火用与作为收益的火用分别相互平行，这这些单元组合称为并联。如果后一单元的作为代价的火用恰是前一单元的作为收益的火用，则这些单元组合成为串联。
依据串联和并联的基本组合方式，能量系统一般可以分为并串组合和串并组合这两种。复杂系统也往往可以看作是这两种基本组合模型按并，串联的再组合。

串中有并使这种组合模型的特征。如图1所示，图中代表串联单元的序号，代表并联单元的序号。也就是说，在串联组合中还包含有并联组合的系统是并串组合模型。
对于单元，由外界输入的代价火用为，输入的净收益火用为，内部火用损失为，外部火用损失为，内外部总火用损失为。其中代表单元第环节的内部火用损失。这样，单元的目的火用效率为：
(a1)
由于轴上各单元是按并联组合的，所以轴火用效率为：
(b1)
式中，代表输入单元的代价火用占输入轴总代价火用的比例，称为单元代价火用的权重。
整个系统的火用效率为
(1)
另一方面，由于系统输出的净收益火用可表示为

而
继而递推，整个系统的火用效率又可表示为
(2)
式中， ，代表单元环节的火用损失占整个系统输入代价火用的比例，称为单元环节的火用损失系数

图2

并中有串是这种组合模型的特征，如图2所示。图中，轴上所有单元相互串联，则。由此，轴上各单元的火用效率为
(a2)
(a2)式表明，由单元串联形成的串联系统，它的火用效率等于各单元火用效率的乘积。
各轴单元组成的串联子系统再并联就构成了串并联组合模型。按照求并联系统火用效率的方法，整个系统的火用效率为
(3)
式中，，代表输入单元的代价火用占整个系统代价火用的比例，称为该单元的代价火用权重。
又因，而，轴串联子系统的火用效率也可以用火用损失表示，即
(b2)
所以整个系统的火用效率又可表示为
(4)

由(1)与(3)可以看出，即使和各单元的火用效率相同，这两种基本组合模型的火用效率也不相同。只有当单元的代价火用权重都等于单元的代价火用权重时，两模型的火用效率才相等，不过此时，两模型已完全相同了。当用各单元的环节火用损失系数表示系统的火用效率时，两模型的火用效率(2)和(4)完全相同，这似乎与上述结论相抵触，但是，要注意既使与在两模型中都相同，并不相同，即并不相同。

尽管并串组合系统与串并组合系统各单元的环节火用损失系数可以不同，但用其表达整个系统的火用效率的公式却相同，这样用表达系统火用效率的变量就仅为一类，即火用损失系数，用此作为辨识能量系统薄弱部位的依据，比式(1)或者(3)更具有统一性。
薄弱部位就是它的用能效果提高对整个系统的提高影响最大。
由小偏差法原理，各一旦产生小的偏差对系统火用效率的影响可以表示为：(5)
表示当变化时的相对变化率，它是火用损失系数对系统火用效率的影响因子，其值为：
(6)
代入(5)得;
(7)
式(7)表明，当系统中各单元的环节火用损失系数变化率均相同时，火用损失最大的环节，对系统火用效率影响也最大。所以的绝对值最大的环节可以作为该系统的薄弱环节。由于为负值，该式又表明，环节火用损失系数减少时，即为负值时，系统的火用效率可能提高