[發明專利]一種用于塔式太陽能熱發電系統的鏡場調度系統及方法

有效

• 申請號: 201210262675.4
• 申請日: 2012-07-27
• 公開（公告）號: CN102778899A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 游瑞;宓霄凌;徐能;蘇斌;李江燁
• 申請（專利權）人: 浙江中控太陽能技術有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12;G01M11/00;G01M11/02
• 代理公司: 上海漢聲知識產權代理有限公司 31236
• 代理人: 胡晶

技術領域

本發明涉及太陽能熱發電領域，尤其涉及一種用于塔式太陽能熱發電系統的鏡場調度系統及方法。

背景技術

塔式太陽能熱發電系統利用實時跟蹤太陽的定日鏡將太陽光反射到塔架上的吸熱器,?通過加熱其內的吸熱工質產生高溫高壓蒸汽驅動汽輪發電機組發電。

定日鏡場是塔式太陽能熱發電系統的重要組成部分，定日鏡場通常由成千上萬面定日鏡組成。由于定日鏡的跟蹤精度受外界因素及自身機械結構變化的影響，并不能時時保持高精度，且隨著時間的推移定日鏡的跟蹤精度會降低，因此需要對定日鏡進行校正（校正，即利用光斑采集裝置采集光斑成像裝置上的太陽光斑樣本，并通過圖像處理算法等進行處理分析，進而不斷減小跟蹤誤差的過程），并定期對定日鏡進行校驗（校驗，即判斷定日鏡精度的過程），但由于定日鏡數量較多且狀態各異，校正、校驗耗時且難以控制，因此，如何對鏡場進行科學調度，在最大程度保證鏡場聚光效率的前提下完成定日鏡的校正、校驗和故障檢測和診斷成為亟需解決的難題。

傳統的鏡場調度方法無法完全自動化地對定日鏡狀態進行判定及更改，并有效檢測故障定日鏡，且由于其調度過程復雜繁瑣、費時費力、可靠性低，對鏡場運營效率造成一定影響。

發明內容

本發明的目的在于提供一種用于塔式太陽能熱發電系統的鏡場調度系統及方法，該系統及方法通過對定日鏡進行科學合理的調度，在最大程度保證鏡場追日效率的前提下完成定日鏡的校正及校驗，提高定日鏡跟蹤精度。

一種用于塔式太陽能熱發電系統的鏡場調度系統，包括：?

接收器，用于收集太陽光斑能量；

定日鏡，用于反射太陽光到接收器上；

光斑成像裝置，用于形成太陽光斑圖像；

光斑采集裝置，用于采集太陽光斑圖像；

圖像處理裝置，用于處理光斑采集裝置采集到的太陽光斑圖像，由光斑成像裝置形成太陽光斑圖像之后，通過光斑采集裝置采集所述太陽光斑圖像，并將采集的太陽光斑圖像傳輸至圖像處理裝置進行分析處理；

鏡場控制系統，通過利用計算機等控制端對定日鏡單鏡狀態進行切換或調整實現對整體鏡場的調控；其中，單鏡狀態為追日、校正、校驗、故障以及閑置狀態中的一種狀態，且每面定日鏡任一時刻只能有一種狀態，否則將造成系統紊亂。由于外界因素及機械結構變動等因素將影響定日鏡的跟蹤精度，因此定日鏡狀態將隨著時間的推移而改變，即同一面定日鏡不可能一直保持同一種狀態，通過鏡場控制系統可實現定日鏡狀態的切換。

一種用于塔式太陽能熱發電系統的鏡場調度方法，包括以下步驟：

步驟1:對鏡場中已安裝成功的定日鏡進行校正，即光斑采集裝置采集光斑成像裝置上的太陽光斑樣本，并利用圖像處理裝置對獲得的太陽光斑圖像進行分析處理，不斷減小跟蹤誤差；

步驟2：對校正完成后的定日鏡進行校驗，并判斷校驗通過與否，通過校驗的定日鏡則進行追日；未通過校驗的定日鏡需重新校正，若連續多次未通過校驗則視為故障定日鏡；追日中的定日鏡需定期進行校驗，以解決因長期運行帶來的精度下降問題；其中，定日鏡必須先完成校正方可進行校驗，通過校正和校驗后方可進入追日狀態，本方法通過引入單鏡狀態，實現自動控制切換單鏡狀態，從而控制整個鏡場的運營；

其中

所述鏡場中的已安裝成功的定日鏡根據其使用情況分為兩類：使用中定日鏡和閑置定日鏡，使用中定日鏡指處于校正、校驗、追日或故障狀態的定日鏡，閑置定日鏡指無故障但不進行追日、校正或校驗的定日鏡；

鏡場中定日鏡單鏡狀態包括校正、校驗、追日、故障以及閑置狀態，通過對定日鏡單鏡狀態進行切換或調整實現對整體鏡場的調控，且每面定日鏡任一時刻只能處于一種狀態。

?其中校驗通過指定日鏡精度符合要求，校驗不通過指定日鏡精度不符合要求。

處于校正、校驗、追日和閑置狀態的定日鏡因各種原因發生故障時，狀態切換至故障狀態。定日鏡故障根據故障類型分為兩類：一是因外部因素引發的故障，二是因定日鏡自身機械結構引起的故障和因連續多次校驗未通過而判斷為故障。因故障類型一而引發故障的定日鏡排除故障后可根據實際需要恢復到故障前狀態，因故障類型二引發故障的定日鏡排除故障后定日鏡狀態由故障狀態切換為校正狀態。

所述使用中的定日鏡和閑置狀態的定日鏡設置為根據實際情況互相切換。

根據鏡場中定日鏡的不同狀態，將定日鏡狀態歸類總結為五個狀態列表：

校正列表，待校正的使用中定日鏡集合；

校驗列表，校正完成后還未校驗的使用中定日鏡集合；