[发明专利]槽式太阳能热发电聚光阵列集群管理控制装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种采用有线或无线数据通信方式对槽式太阳能热发电聚光阵列实施集群管理控制的装置，该装置是在跟踪驱动装置将液压驱动改为电驱动后，也即采用电机驱动涡轮蜗杆进行精确跟踪的基础上实施的集群管理控制技术和装置。该技术属太阳能热发电领域。

背景技术

太阳能热发电(CSP)相比光伏发电(PV)具有规模大、集中度高、效率高等突出特点，但是面临的共同课题是如何降低制造成本以及如何提高发电效率进而降低发电成本，尤其是降低制造成本和提高发电效率就成为两种太阳能发电技术同传统化石能源竞争的焦点。槽式太阳能热发电虽然已经实现商业化，但目前的制造和运行成本很高，还无法作为基础能源与化石能源竞争。在槽式太阳能热发电装置中，有可能采用新技术降低成本的途径包括工质替代、跟踪控制、储能、高效补热发电等技术。其中可以影响制造成本的就是聚光阵列的跟踪驱动技术。由于传统聚光阵列跟踪驱动控制一直沿用液压控制和光电精确跟踪互补方式，需要建立两套管线，不仅存在跟踪时延效应，同时由于液压油、液压管线等配套零部件需要定期更换，因此很难降低运行成本。一个50兆瓦的槽式太阳能热发电站至少需要600到1000个聚光阵列，每个阵列长为150米左右，其总长度可达70至150公里，液压管线和数据传输线缆为其配套的长度也要有数十公里长，其中还包括很多电器开关和控制阀门，而这些材料的价格都很高，包括施工费也是一笔不小的开支，仅此一项的投资成本就占聚光镜场投资总成本的5-10％左右，因此，降低槽式太阳能热发电站制造成本的最有效途径就是采用新技术。中国第一个可工程化的槽式太阳能热发电试验装置采用了全新的由电机驱动涡轮蜗杆实施聚光跟踪的电驱动聚光阵列，这一新技术的出现为降低制造成本创造了有利条件。首先，电驱动聚光阵列省去了液压装置以及液压油、液压管线的投资，降低了制造成本；其次减少了各种阀门等控制零部件，提高了运行可靠性；再次，可以采用无线远程控制，降低运行管理费用。因此采用电驱动聚光阵列将成为新一代槽式太阳能热发电站的主要发展方向，而跟踪控制技术也将随着电驱动聚光阵列的产生而改变。

发明内容

本发明就是为槽式太阳能热发电站的聚光阵列跟踪驱动装置由液压驱动改为电驱动后，采用有线或无线数据通信方式对聚光阵列进行集群管理控制的装置。

本发明由抛物槽电驱动聚光阵列、集群管理控制平台、聚光阵列跟踪驱动平台、传输线缆组成，其特征在于：每个抛物槽电驱动聚光阵列中设置聚光阵列跟踪驱动平台，聚光阵列跟踪驱动平台连接驱动电机、电磁制动器、光电跟踪器、温度传感器；每个聚光阵列跟踪驱动平台通过有线或无线连接集群管理控制平台，提供运行数据和传输控制指令；集群管理控制平台设置在槽式太阳能热发电站总控制室，负责电站镜场集群管理。

所述抛物槽电驱动聚光阵列由线聚焦集热管、聚光镜片、金属桁架、涡轮蜗杆驱动、驱动电机、电磁制动器、连接轴、金属支架、光电跟踪器、温度传感器、或光伏电池板、蓄电池组成。

所述聚光阵列跟踪驱动平台由机箱、有线载波或射频双工调制解调模块、编译码调制解调模块、数据存储处理模块(CPU)、伺服驱动模块、手动控制模块、电源管理模块、防雷击电路模块、数据传输接口模块、传感器组成；每个聚光阵列跟踪驱动平台均设有专用地址数据码。

所述集群管理控制平台由有线载波或射频双工调制解调模块、卫星授时模块、编译码调制解调模块、数据存储处理模块(CPU)、控制指令模块、电源管理模块、防雷击电路模块、数据传输接口模块、数据显示模块组成。

所述集群管理控制平台和聚光阵列跟踪驱动平台在有线或无线连接时采用调幅或调频调制解调器。

所述集群管理控制平台和聚光阵列跟踪驱动平台在有线或无线连接时采用码分多址(CDMA)、或频分多址(FDMA)、或时分多址(TDMA)编译码调制解调器。

该发明主要有以下创新点：

1、采用全新的电驱动聚光阵列，投资成本可以大幅度降低。

2、电驱动聚光阵列可以自主跟踪运行，并保证跟踪精确度。如果配之以光伏电池板和蓄电池可以在突发断电时自主独立运行。

3、采用现代无线数据通信技术可以对聚光镜场实施远程无线集群管理控制，提高槽式太阳能热发电站管理效率。

附图说明

图1是本发明抛物槽电驱动聚光阵列示意图

图2是本发明聚光阵列跟踪驱动平台示意图

图3是本发明集群管理控制平台示意图