[發明專利]一種定日鏡跟蹤誤差校正方法

在審

• 申請號: 201310663872.1
• 申請日: 2013-12-08
• 公開（公告）號: CN104699116A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發明（設計）人: 姚志豪
• 申請（專利權）人: 首航節能光熱技術股份有限公司
• 主分類號: G05D3/12
• 分類號: G05D3/12
• 代理公司: 無
• 代理人: 無

技術領域

本發明涉及太陽能熱發電領域，特別涉及一種用于塔式太陽能熱發電系統中的定日鏡跟蹤誤差校正方法。

背景技術

塔式太陽能熱發電站的工作原理是：通過定日鏡將太陽光集中反射到安裝在高塔上的吸熱器以產生高溫，利用高溫加熱工作介質來發電。定日鏡的跟蹤精度關系到太陽能熱發電站的工作效率，因此提高定日鏡跟蹤精度是塔式太陽能熱發電領域重要的研究課題。

從理論上根據定日鏡所處的位置、目標靶位置，結合天文公式可以精確計算出太陽所處的位置，計算精度非常高，可達到萬分之三度。然而在制造、安裝以及運行定日鏡的過程中，可能存在各種各樣的誤差，如：定日鏡的水平旋轉軸與水平面不垂直，俯仰旋轉軸與水平面不平行，定日鏡鏡面法線與俯仰旋轉軸不垂直等。在制造、安裝過程中，絕對的垂直和平行是做不到的，一般來說，精度要求越高，成本也就越高。

由于多種影響跟蹤精度的因素存在，定日鏡的跟蹤精度往往比較低，雖然不會偏離目標中心太遠，但也不能滿足發電的需要，因此需要有其它的提高跟蹤精度的方法。到目前為止，提高定日鏡跟蹤精度的方法有很多種，基本分為閉環控制和開環控制兩種。

在中國專利ZL200810025001.6《一種定日鏡跟蹤控制裝置及其控制方法》中，采用閉環相結合的方法，每一臺定日鏡配一只四象限太陽位置傳感器來校正跟蹤誤差。由于每一臺定日鏡都安裝了一臺四象限太陽位置傳感器，因此每一臺定日鏡都可以根據太陽位置傳感器的信號，隨時校正跟蹤誤差，跟蹤精度取決于傳動精度及太陽傳感器的靈敏度。但用這種閉環控制的方法成本比較高。

采用開環控制較為普遍，但是由于定日鏡在制造安裝過程中，不可避免地存在各種誤差，因此定日鏡在跟蹤太陽的過程中會存在不同程序的跟蹤誤差，為了減小跟蹤誤差，往往需要對定日鏡的制造、安裝提出較高的要求，這樣會大幅增加定日鏡的制造、安裝成本。為了降低制造、安裝成本，有一種做法是通過圖像采集與分析技術，獲得定日鏡光斑中心的實際位置，與目標位置進行比較，通過定期修正定日鏡的初始角度，從而獲得較好的跟蹤效果。由于這種誤差校正方法沒有找到定日鏡的誤差源，因此每隔一段時間，就需要重新獲取定日鏡的實際位置并與目標位置比較，獲得新的初始角度修正參數。這會額外增加工作流程，增加了成本，也容易產生誤差。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術中的定日鏡跟蹤誤差校正方法流程復雜、成本高的缺陷，從而提供一種過程簡單、精度高的定日鏡跟蹤誤差校正方法。

為了實現上述目的，本發明提供了一種定日鏡跟蹤誤差校正方法，用于校正定日鏡的初始角度誤差與定日鏡立柱安裝誤差，該方法包括：

步驟1）、設定定日鏡跟蹤誤差檢測時間；

步驟2）、選擇待檢定日鏡；

步驟3）、在步驟1）所設定的某一定日鏡跟蹤誤差檢測時間內對步驟2）所選擇的待檢定日鏡檢測并記錄初始角度誤差；該步驟包括：

步驟3-1）、驅動所選擇的定日鏡旋轉，當該定日鏡的當前角度與目標角度相等后，采集該定日鏡投射到目標靶白板上的光斑，計算該光斑質量中心與白板幾何中心的位置偏差；

步驟3-2）、根據所述光斑質量中心與目標靶白板幾何中心的位置偏差計算該定日鏡的偏差修正角度；

步驟3-3）、將所選擇的定日鏡的初始角度誤差與步驟3-2）得到的定日鏡的偏差修正角度相加，得到經過校正的初始角度誤差；

步驟4）、根據步驟3）得到的新的定日鏡初始角度誤差調整選定定日鏡的旋轉角度，然后繼續調整定日鏡的角度，使得定日鏡的角度與目標角度相等；然后采集圖像，若檢測到的定日鏡光斑中心與光靶中心距離大于某一指定值，重新執行步驟3），直到定日鏡光斑中心與光靶中心距離小于某一指定值，最后記錄當前與檢測定日鏡的跟蹤誤差有關的信息；

步驟5）、在多個定日鏡跟蹤誤差檢測時間內得到選定的定日鏡的初始角度誤差后，利用這些初始角度誤差回歸計算該定日鏡的固有初始角度誤差和立柱傾斜角度誤差。

上述技術方案中，所述的步驟1）包括：將一天劃分為多個固定時長的時間段，在這些時間段各自選擇一個檢測時間點作為定日鏡跟蹤誤差檢測時間。

上述技術方案中，所述的步驟2）包括：依次判斷輻照度是否大于或等于設定值，風速是否小于或等于設定值，如果上述條件都滿足，從定日鏡場的多個定日鏡中選取與當前時間間隔最長的定日鏡作為待檢定日鏡，并將待檢定日鏡的目標位置設定為目標靶的白板中心。