定日镜场的最优参数选择

在定日镜场的最优参数选择问题中,通过栅格化方法将定日镜面离散分割,求解阴影遮挡效率和截断效率,以计算定日镜场年平均输出热功率;建立单目标优化模型,采用控制变量法依次对镜面高度、相邻定日镜间距等变量单独分析,以降低庞大的解空间维度;通过试算得到镜场年平均输出热功率关于各变量的变化曲线,利用0.618法等方法搜索曲线极值点,得到定日镜场参数的近似最优解.

塔式光热电站有线与无线镜场控制系统对比

塔式太阳能光热电站存在上万甚至几万的定日镜,每一个定日镜至少包含6个控制和感知节点,具有数量多、传输数据远、传输数据量小的特点。研究了传统且成熟的有线镜场控制系统,同时提出了一种新型的无线镜场控制系统,通过两个控制系统的对比,得出结论如下:有线控制系统和无线控制系统在业务、功能、通讯、电源、可靠性、安全性上都能满足相关标准和指标的要求,但无线系统在经济性和效率上有着天然的优势。

塔式太阳能热发电站的定日镜无线控制自持系统研究进展

太阳能热发电技术受益于热能的可存储性,相较于光伏发电技术,其具备更好的调峰、调度及储能能力。综述了国内外在塔式太阳能热发电站的定日镜无线控制自持系统方面的研究进展,在无线控制系统方面,从安全性、传输距离及经济性角度重点比较了ZigBee、射频、蓝牙、Wi-Fi等无线通信技术,以及星型、树状、网状、环状等不同网络拓扑结构;在自持系统的供电方式方面,对光伏组件的不同安装方式,以及储能电池的类型选择和使用寿命预测进行了详细阐述。此外,简要论述了塔式太阳能热发电站的定日镜无线控制自持系统未来技术发展需考虑的方向。为塔式太阳能热发电站的定日镜无线控制自持系统的设计和优化提供了全面的分析和建议,以期为太阳能热发电技术的发展和应用提供参考。

塔式光热电站定日镜结构风致响应与振动控制研究综述

光热发电技术是太阳能利用的重要手段之一,其中,塔式光热发电技术因其大规模储能等优势,具有较好的应用前景。定日镜作为塔式光热电站的重要单元,其抗风安全性直接影响电站的正常运行。从结构体系、风荷载、风致响应与振动控制等方面对定日镜结构抗风设计中的关键问题进行文献综述,得到以下结论:定日镜主要采用“大尺寸反射镜+框式镜架+独立柱式基座”的结构形式;风荷载模拟中存在定日镜的尾迹区湍流分析困难、镜体峰值荷载难以预测及缺乏实测值验证等问题;风致响应受来流风湍流强度、定日镜工作角度及镜场布置等因素影响较大;风致振动控制可通过挡风墙物理隔离、调整定日镜结构形式以及采用减振器控制等技术手段实现。然而,镜群风干扰效应、来流风—定日镜结构流固耦合及微振控制技术等研究有待进一步开展,以期为提高定日镜结构的抗风安全性提供技术依据。

基于DSP的定日镜跟踪控制系统研究

研制了一种用于塔式太阳能热发电站中定日镜的新型跟踪控制系统,该系统采用开-闭环结合的控制方式,以DSP2812为控制器,并针对定日镜谐波传动机构在控制过程中其参数在一定范围内具有'自相似性'的特性,系统采用了复合式分段控制算法,即:在开环时输出脉冲常量快速定位,在闭环粗调时采用增量式数字PID算法,在闭环精调时利用分形修正的PID算法,最终实现定日镜的精准跟踪。经测试表明,该系统跟踪精度优于3.5mrad,25度阶跃响应常数小于103ms,超调量小于3.2%,半振荡次数小于2次。该文主要成果已在国家863计划重点项目示范基地中经过现场测试检验。

塔式太阳能热发电中定日镜无光线位置传感器跟踪控制及误差消除

提出一种无需太阳位置传感器和投射光线传感器的定日镜控制技术,用数学手段对镜体的位置进行计算,结合高精度伺服电机实现光斑的正确投射。理论上无传感器控制并不是一种无静差控制,在实际工程应用中应尽量将静态误差在控制环节中用算法消除。提出几种在实际中影响较大的误差消除算法,并在八达岭太阳能热发电实验电站对该方案进行验证。

塔式太阳能热发电站中的定日镜跟踪装置研制

针对塔式太阳能热发电站中定日镜跟踪装置通常采用开环控制方式,存在跟踪精度低、累积误差大等缺点,该文介绍了一种采用双轴传动机构的新型跟踪装置硬件设计、工作原理和控制策略。该装置的控制系统采用开–闭环结合的控制方式,以DSP(TMS320F2812)作为控制器,与发送太阳位置信息和控制命令的监控计算机实时通信。实验结果表明,该跟踪装置设计合理,运行稳定,反应速度快,实时跟踪精度优于3.5mrad,超调量小于3.2%,实现了定日镜的实时精准跟踪。

塔式太阳能电站定日镜场优化调度的光功率控制研究

针对定日镜场优化调度的光功率控制问题,鉴于目前调度数学模型不准确、算法运行效率低、速度慢等缺点,改进并优化设计调度模型和调度算法,通过考虑镜场的能耗因素,提高模型的精度和准确性;设计一种混合式遗传算法,采用惩罚项建立适应度函数,引入自适应搜索空间提高算法效率和运行速度。仿真结果验证了该调度模型和算法的准确性和快速性。

塔式太阳能热发电中的定日镜跟踪系统设计

在塔式太阳能热发电中,应用全新的跟踪聚光理论——陈氏跟踪方法[1],以PIC16F877单片机为控制核心,设计了闭环控制的定日镜跟踪系统。与传统的跟踪方式相比,自旋+仰角跟踪方式使得定日镜的像差小,可实现在任何气候条件下对日的稳定可靠跟踪。

塔式光热电站定日镜的鲁棒自适应控制算法

塔式光热电站定日镜伺服跟踪控制系统是典型的高阶非线性系统,传统PID控制器无法完成精确的跟踪控制。提出一种基于RBF神经网络的塔式光热电站定日镜鲁棒自适应动态面控制方法。采用自适应RBF神经网络动态面控制技术解决传统反步法中的"微分爆炸"及系统中存在未知参数和不确定项的问题,简化系统控制律设计。通过在控制器设计过程中引入滑模面,在提高系统鲁棒性的同时,加快系统的响应速度。通过设计误差转换函数和跟踪性能指标函数,引入一个新的误差变量,使得系统跟踪误差满足预先设定的性能指标。通过Modeling Tech电力电子仿真实验平台进行半实物实验验证,实验结果表明提出的自适应定日镜控制方案具有良好的跟踪性能,并且能够保证系统跟踪误差始终控制在预先设定的范围之内,满足预先设定的性能指标,验证了控制方案的有效性。最后通过现场测试实验,取得了良好的控制效果。

塔式太阳能热发电定日镜控制系统的设计与应用

从单面定日镜的控制原理和控制方法出发,提出了塔式太阳能热发电定日镜控制系统的整体设计和基本构架,实现了定日镜控制系统的网络通讯功能。并以200面定日镜为例,通过系统测试和实验验证,表明了该设计的可行性。

基于复合控制的塔式太阳能跟踪控制装置设计

针对塔式太阳能热发电站中定日镜跟踪装置的跟踪精度不高、构建成本较大等问题,提出采用将遗传算法的选择机制与吸热塔能量变化的反馈机制相结合的方式对光热电站的太阳能跟踪控制系统进行改进.在光热电站的少数几台定日镜上配备光电检测元件,并以其控制角度为基准控制其他定日镜的角度调整.采用DSP(digital signal processing)为控制核心,完成了跟踪控制器的通讯框架及控制系统的硬件电路设计.实验表明,该方案在保证光热电站整体控制精度的基础上,减少了光电检测元件安装数量和电站构建成本,并保证了视日轨迹跟踪控制时的自动调整能力.

基于单片机的定日镜阵列聚焦控制系统设计

针对塔式太阳能热发电系统中定日镜阵列聚焦控制系统,进行了系统方案设计;经比较,选取了基于RS485接口的ModbusRTU协议的两层网络通信方式,总站控制计算机和中转站均采用广播方式与各自从站通信,总控计算机仅需定时发送时间同步信号和镜场调度控制信号,其数据量不大,满足实时控制要求;每个节点的单片机根据当前日期时间、所处经纬度、节点相对塔方位角、塔高和节点至塔垂直距离等计算高度角和方位角,从而控制两台步进电机实现镜片对阳光的聚焦;并给出了该系统的实施要点。整个系统符合低成本、多节点定日镜的控制要求。

开-闭环结合控制方式的定日镜跟踪控制策略

塔式太阳能电站定日镜场通常采用开环控制方式。该控制方式具有跟踪精度低、无法消除累积误差等缺点。为克服以上缺点、提高太阳能利用效率,提出了开-闭环结合的定日镜控制方式。针对该控制方式,设计了复合式控制策略;针对开环的快速控制和开/闭环两种模式之间的快速无扰切换要求,设计了快速通信协议,实现了定日镜的开环高速定位;针对定日镜的高精度闭环跟踪要求,设计了相应的光电传感器,并对定日镜闭环运行时的跟踪精度进行了理论分析。经测试表明,该跟踪控制方法反应速度快、跟踪精度高、运行稳定,实现了定日镜的实时高精度稳定跟踪。该策略的开环控制精度优于3.5 mrad,闭环跟踪精度优于1 mrad,具有很高的推广应用价值。

方位-俯仰双轴跟踪定日镜的跟踪实践

介绍方位-俯仰双轴跟踪的线聚光定日镜的硬件结构、控制系统、跟踪实验方法,并详细介绍为提高定日镜跟踪精度所进行的跟踪实验过程。跟踪实验过程,主要应用研究基于几何误差参数模型的跟踪纠偏方法、叠加时变纠偏角度的纠偏方法以及修改跟踪目标点位置的纠偏方法。实验数据显示,综合运用基于几何误差参数模型的跟踪纠偏方法和修改跟踪目标点位置的纠偏方法能有效提高定日镜跟踪精度。此外,还对纠偏策略无法消除残余跟踪误差的原因进行研究。

塔式太阳能电站中定日镜集群的追日控制

针对近地定日镜是塔式太阳能热发电系统中关键部件。现有的控制方案很难适应大规模定日镜集群的高精度追日跟踪控制需求。根据定日镜的运动机理建立了其非线性的运动模型,基于精确的太阳轨迹计算,提出了基于太阳光参照系统的定日镜运动轨迹的采集,进一步利用非线性优化获得运动轨迹的最佳拟合,以实现定日镜运动方程模型参数的在线校正,克服由于定日镜存在制造、安装上的离散性,定日镜转动机构的磨损、环境和季节的变化引起的追日跟踪精度的漂移问题,以达到定日镜精确追日跟踪控制和预期的聚光集热效率,理论仿真计算验证了方法的有效性。

基于STM32的塔式太阳能热发电定日镜双轴控制实验系统设计与实现

针对塔式太阳能热发电系统中定日镜的逐日跟踪问题,开发了一套用于定日镜双轴运动控制的实验系统。采用STM32F407为主控单片机,实现Modbus-TCP通信、EEPROM非易失性参数存储、正交编码信号计数,基于STM32内部灵活的计数器结构,以硬件的方式实现了脉冲信号的可控输出,减轻了CPU的工作负载,提高了系统稳定性、响应速度和跟踪精度。实际应用表明,该系统运行稳定,跟踪精度高,结构精简,具有较高的可靠性,达到了预期的设计目的。

塔式太阳能发电定日镜系统设计与分析

以塔式太阳能发电装置的定日镜系统为研究分析的对象,通过研究传统定日镜跟踪太阳的方式,来分析其优缺点,并针对传统控制方式存在着不确定性和延迟性这一难点提出控制装置采用两蜗杆定位设备,对该设备上光敏电阻的反馈信号进行比较,再通过粗调传感器、细调传感器对定日镜系统进行控制,使之达到一定的准确性和即时性,最终来提高整个系统的发电效率。

塔式太阳能电站三轴定日镜装置研究

针对现有塔式太阳能定日镜装置在极端天气下稳定性差的问题,本文提出采用三轴支撑方式的定日镜装置,通过有限元分析方法确定了3个支撑轴最优位置,根据地理位置和时间推算太阳的高度角和方位角,结合反射定律得到控制定日镜平面的最佳空间角度。在优化布置支撑轴的基础上,对支撑轴的高度控制量进行推导计算,并设计了相应的定日镜控制系统。最后,以某塔式太阳能电站实际数据为例进行试验验证,结果表明本文提出的定日镜控制系统正确可行。

一种塔式太阳能热发电系统中定日镜跟踪控制装置及其控制方法

提出一种塔式太阳能热发电系统中定日镜跟踪控制装置及定日镜跟踪控制方法,采用开、闭环结合控制,开环粗略计算调整定日镜的位置,闭环校正,消除累积误差,直到精准跟踪。系统在控制周期内采用组合式控制算法,达到了定日镜的精准跟踪。跟踪反应速度,功耗和成本低,形成模块化结构。