基于约束最优模型预测抗干扰的槽式太阳能集热场出口温度控制方法研究

槽式太阳能集热场出口温度的控制对槽式太阳能发电系统的安全性和经济性至关重要。通常,集热场出口温度要求维持在设定值附近或跟踪设定值变化,但是集热场中存在的变量约束和多源扰动增加了该控制目标实现的难度。为此,该文提出一种约束最优模型预测抗干扰控制方法,首先通过模型转化将多源扰动重构为单一集总扰动并设计扩张状态观测器估计该集总扰动,进而提出一种稳态目标值动态优化方法以兼顾变量约束、抗干扰和设定值跟踪等多重控制性能,并提出一种带扰动补偿的最大受控容许集构造方法将无穷数量约束转换为有限数量约束,采用双模态控制策略求解等效二次规划型约束优化问题。最后,仿真结果表明,与对比控制方法相比,该方法虽然牺牲了一定运行速度,但能在控制作用及其增量满足约束进而保证系统安全性的前提下,以较小的超调量和动态偏差实现对复杂光照强度变动、集热场入口温度波动、导热油流量波动以及参数摄动等扰动的有效抑制和设定值跟踪的控制目标。该方法可用于解决包括槽式太阳能集热场在内的一类热工对象变量受限下的多源扰动抑制和设定值跟踪问题。

怀柔太阳观测基地全日面磁场自动化观测系统

介绍了怀柔太阳观测基地设计完成的一套能够自动化快速获取全日面矢量磁场数据的观测系统。该系统升级了波带开口波片电机控制模块、KD＊P高压调制电路以及数据采集系统。在观测软件界面上点击一键即可获得全日面矢量磁场的3个分量L、Q、U，完成时间从原来的3～5min减少到30S；同时，该观测系统还设有耀斑观测模式，在该观测模式下可以以最高48帧每秒的速度记录磁场或单色像数据，与怀柔太阳观测基地的高分辨Ha数据相结合可以形成日球上两个层次的高分辨观测资料。

太阳能并网系统的远程监控软件

本文介绍的太阳能电站远程监控系统能够监测太阳能电池板以及逆变器的各个参数。系统由上位监控机和前端采集模块组成。采集模块用于采集单片机传送的电站运行参数,处理后将数据通过通信线路传输到上位监控机,并实现完备的人机界面。基于组态软件的太阳能远程监控系统具有数据记录、管理和查询等功能,实现了电站无人值守时的可靠监测。

基于DSP/BIOS的双谱段探测系统现场控制器

分析了日盲紫外-可见双谱段探测系统对现场控制器的总体需求,设计了现场控制器的软硬件结构,搭建了基于DSP/BIOS实时操作系统的程序架构和远程通信协议,通过对6个硬件中断、3个软件中断、3个任务及2个PRD事件的调度实现了对紫外可见光相机变倍、调焦、设置增益等基本操作。测试结果表明,现场控制器可满足双谱段探测系统的基本要求,可为在地表附近进行电晕探测提供必要的远程控制接口。

太阳能光热发电站生产自动化系统功能设计

目前在国内50 MW及以上装机容量的太阳能光热发电站还没有已建成并商业化的应用案例,本文在学习国外成熟控制系统厂家的基础上,总结并分析了太阳能光热发电站控制系统的功能,基于正在实施的工程项目,提出了控制系统的设计方案,供我国即将大规模开展的太阳能光热发电站项目的控制系统功能设计提供参考。

基于ZigBee的太阳能LED照明系统的设计

设计了一种基于ZigBee技术的太阳能LED照明系统,充分考虑了电、热、光的设计。系统结合AVR单片机设计的太阳能控制器具有防止过充过放等保护功能,通过相关传感器采集数据并通过ZigBee无线网络传给监控中心,实时显示采集到的数据,实现无线远程监测与智能控制;通过建立LED热模型,仿真分析了灯具的热均匀分布;通过Matlab计算及Tracepro仿真等过程合理地布置了高低色温LED灯珠间距,并得到了近场照度均匀面。系统测试表明,该系统设计可提供节能高效的、智能稳定的、温馨健康的照明环境。

槽式太阳能热发电站站址选择与总图运输设计

槽式太阳能热发电属于新兴发电模式,在我国还没有成熟的设计经验。本文以50MW槽式太阳能热发电站为例,从站址选择、防洪标准、总平面布置、竖向设计、道路及场地、围墙及大门等方面进行论述,对其独有的设计特点进行分析,总结设计中需要注意的事项,为设计人员提供参考。

气井井口远程控制电磁阀

苏里格气田单井产量低,建井数量多,利用传统方式管理难度大,经济有效规模开发面临巨大挑战。为此,研发了一种气井井口电磁气动开关阀,其体积小、结构新,利用太阳能直流供电,由内外压力差实现阀门开关。通过配套研发的无线远程传输和控制系统,实现了超欠压自动保护和远程开关井功能,有效解决了气井生产管理难题,成为苏里格气田数字化建设的核心技术装备。

塔式太阳能镜场三轴支撑定日镜控制装置

为了解决常规塔式太阳能镜场中单轴定日镜不稳、易损坏的问题,提出了基于三轴支撑定日镜的塔式太阳能镜场控制系统,设计了独特的三轴支撑定日镜。本文根据实际运行需要,采取程序与传感器混合控制的方法,实现对太阳光线的实时监测;为了提高系统吸热效率,通过图像监测与处理的方法,定时提取定量定日镜进行偏差校正;根据3种定日镜控制方法,设计了基于PLC的3种计算模块,实时计算镜面最理想的位置。试验结果表明,基于三轴支撑定日镜的塔式太阳能镜场控制系统能达到实际工程需要,实现定日追踪。

槽式太阳能集热场出口温度的双模态模型预测抗干扰控制研究

槽式太阳能集热场出口温度的控制因其受到干扰的影响并未很好解决。针对该问题,该文提出一种双模态模型预测抗干扰方法。包括:将槽式太阳能集热场中除可测干扰外的所有扰动当成集总干扰,然后提出一种改进的干扰观测器用来观测前述集总干扰,最后观测值作为前馈信号被补偿到基于双模态模型预测控制的反馈控制器中以消除扰动的影响,并给出闭环系统的稳定性分析。研究结果表明,在复杂扰动下,该文提出的双模态模型预测抗干扰控制方法仍能以较小的超调量和较短的调节时间实现集热场出口温度的无偏控制。

塔式太阳能光热电站控制系统研究

[目的]旨在解决塔式太阳能光热电站控制领域的难点问题。[方法]首先基于太阳位置计算天文算法,发明了一种高精度,易于工程实现的定日镜跟踪控制算法;其次对定日镜场控制系统的主要控制技术进行了研究,包括系统架构、硬件与软件设计方案、基于图像处理的反馈测量方案;最后对电站的全厂控制系统进行了整体设计规划并提出了镜场控制系统与DCS主控系统之间的信号接口。[结果]可大幅度降低工程成本,缩短建设周期。[结论]研究成果体系完整、易于工程实现,可用较低的工程造价满足塔式光热电站控制精度的要求。

太阳能杀虫灯水稻田间试验使用效果评价

为了客观评价自动清虫频振式太阳能杀虫灯对水稻主要害虫的诱杀效果,开展了比昂自动清虫频振式太阳能杀虫灯与普通频振式太阳能杀虫灯的田间对比试验。结果表明,比昂自动清虫频振式杀虫灯对水稻主要害虫的防控效果优于普通频振式太阳能杀虫灯。

线性菲涅尔式光热电站镜场控制系统方案设计

为实现对线性菲涅尔式光热电站镜场系统的自动控制,本文在介绍线性菲涅尔式聚光集热系统聚光集热单元的基础上,对太阳跟踪机构的跟踪方式进行了研究,确定了太阳跟踪机构的组成,设计了太阳跟踪机构的控制逻辑,说明了实现控制需要选择的相应硬件。在此基础上,明确了控制系统要实现的关键功能,设计了镜场控制系统的硬件系统,并给出了与之对应的软件解决方案,最后给出了适宜线性菲涅尔式光热电站的通信调度方式。从局部到整体、由硬件到软件对线性菲涅尔式光热电站的镜场控制系统进行了较系统的研究,对于线性菲涅尔式光热电站的推广应用具有一定参考价值。

早期大体积混凝土温控原理综合研究

研究了大体积混凝土浇筑后产生的水化热引发的内部温升问题,该问题导致温度裂缝的产生,从而威胁结构的可靠性。针对这一问题,综合考虑了多种环境因素,包括水化热、环境温度周期变化、对流换热条件、太阳辐射热、冷却水管、弹模变化和徐变等,并对ABAQUS有限元软件进行了二次开发。通过编程模拟温度场和应力场,并进行参数分析,研究结果表明:采用冷却水管能够显著地降低混凝土内部温度,同时结合环境周期温度和太阳辐射热考虑的结果更加精确。所提出的温控方法所计算得到的混凝土里表温度与现场实际测量数据相符,为实际工程提供了可行的参考方法。对于解决大体积混凝土温度裂缝问题具有一定的理论和实际意义。

一种太阳能无人机降落阶段横桨功能实现策略

太阳能无人机是临近空间飞行器领域的研究热点,针对太阳能无人机降落阶段对于螺旋桨保持横桨的需求,基于永磁交流伺服电机的磁场定向控制策略设计了一种横桨控制方法,将电机模拟为具备多圈传感器的伺服机构,对其进行轨迹规划,不仅可以灵活设计其减速曲线,也可以使用多圈的行程连贯地实现定位过程。经试验证明,该控制方法可靠有效,满足无人机的降落使用要求。