[發(fā)明專利]塔式光熱電站定日鏡場非中心點聚焦建模方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910693999.5
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110276168A
• 公開（公告）日: 2019-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 余強;楊熠輝;尤東昶;王志峰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院電工研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責(zé)任公司 11251
• 代理人: 關(guān)玲

1.一種塔式光熱電站定日鏡場非中心點聚焦建模方法，其特征在于：所述方法包括以下步驟：

步驟1：建立塔式光熱電站定日鏡場非中心點聚焦模型框架；

步驟2：建立太陽位置及其太陽輻射數(shù)學(xué)模型；

步驟3：定義塔式光熱電站定日鏡非中心點聚焦建模的坐標(biāo)系位置；

步驟4：建立非中心點聚焦數(shù)學(xué)模型；

步驟5：利用腔式吸熱器內(nèi)平面方程及邊界條件建立吸熱器內(nèi)表面的數(shù)學(xué)模型。

2.如權(quán)利要求1所述的塔式光熱電站定日鏡場非中心點聚焦建模方法，其特征在于：所述步驟1首先建立太陽位置數(shù)學(xué)模型和太陽輻射數(shù)學(xué)模型，用以確定任意時刻太陽的位置，以便隨時更新定日鏡場控制系統(tǒng)的跟蹤信號；其次依據(jù)定日鏡區(qū)域、吸熱器區(qū)域和吸收塔區(qū)域分別建立鏡面坐標(biāo)系、目標(biāo)坐標(biāo)系和地面坐標(biāo)系，模擬追跡光線的聚焦過程；然后建立非中心點聚焦數(shù)學(xué)模型，依據(jù)太陽入射光束中心線的方向余弦、鏡面法線向量和太陽反射光束中心線的方向余弦從地面坐標(biāo)系向鏡面坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，得出太陽入射光線的入射余弦在鏡面坐標(biāo)系下的表達式；再通過鏡面任意一點p法線在鏡面坐標(biāo)系下的表達式，確定經(jīng)由點P反射的反射向量在目標(biāo)坐標(biāo)系中的表達式；最后利用腔式吸熱器內(nèi)平面方程及其邊界條件建立吸熱器內(nèi)表面的數(shù)學(xué)模型，求得太陽反射光線和目標(biāo)坐標(biāo)系上吸熱器內(nèi)各區(qū)域的交點，統(tǒng)計追跡光線數(shù)目，進而計算出能力密度分布。

3.如權(quán)利要求1所述的塔式光熱電站定日鏡場非中心點聚焦建模方法，其特征在于：所述步驟1建立的塔式定日鏡非中心點聚焦模型框架結(jié)構(gòu)包括三部分：輸入?yún)?shù)、模型系數(shù)和輸出參數(shù)；輸入?yún)?shù)包括太陽高度角、太陽方位角、法向方向的太陽輻射強度、風(fēng)速、定日鏡的反射率、大氣衰減效率和定日鏡之間的陰影遮光效率；模型參數(shù)包括定日鏡在鏡場中的X、Y、Z坐標(biāo)、吸熱器尺寸、吸熱器安裝角度、吸熱器中心垂直高度和最大風(fēng)速；輸出參數(shù)包括吸熱器接收總能量、定日鏡的余弦效率、定日鏡的溢出效率、定日鏡場總效率、吸熱器保溫層左側(cè)太陽入射能流密度、吸熱器保溫層右側(cè)太陽入射能流密度、吸熱器腔內(nèi)上側(cè)太陽入射能流密度、吸熱器腔內(nèi)左側(cè)太陽入射能流密度、吸熱器腔內(nèi)右側(cè)太陽入射能流密度、吸熱器腔內(nèi)背側(cè)太陽入射能流密度。

4.如權(quán)利要求3所述的塔式光熱電站定日鏡場非中心點聚焦建模方法，其特征在于：所述的塔式定日鏡場非中心點聚焦模型框架中，輸入太陽高度角、太陽方位角、法向方向輻射強度、風(fēng)速、定日鏡的反射率、大氣衰減效率和定日鏡之間的陰影遮光效率，在給定的模型參數(shù)包括X、Y、Z坐標(biāo)、吸熱器尺寸、吸熱器安裝角度、吸熱器中心垂直高度和最大風(fēng)速的條件下，能夠得到吸熱器接收總能量、定日鏡的余弦效率、定日鏡的溢出效率、定日鏡場總效率、吸熱器保溫層左側(cè)太陽入射能流密度、吸熱器保溫層右側(cè)太陽入射能流密度、吸熱器腔內(nèi)上側(cè)太陽入射能流密度、吸熱器腔內(nèi)左側(cè)太陽入射能流密度、吸熱器腔內(nèi)右側(cè)太陽入射能流密度、吸熱器腔內(nèi)背側(cè)太陽入射能流密度。