[发明专利]塔式太阳能定日镜场姿态矫正系统及其控制方法

说明书

本发明公开了一种塔式太阳能定日镜姿态矫正系统，包括图像采集器、气象站、图像处理系统、GPS网络时间服务器、上位机、驱动装置及控制系统；图像采集器、气象站、图像处理系统、GPS网络时间服务器、上位机、控制系统及驱动装置之间通过信号连接；本发明的矫正系统，控制系统采用PLC控制器，在现有的PLC控制器中加入高度角控制器和方位角控制器，并且采用基于神经网络的方法计算高度角和方位角的控制律、精确的对定日镜方位和高度进行调整。

技术领域

本发明属于太阳能发电自动化控制技术领域，涉及塔式太阳能定日镜场姿态矫正系统，还涉及矫正系统的控制方法。

背景技术

太阳能为一种清洁能源，在发电领域中的应用越来越多。塔式太阳能光热发电是一种利用太阳能发电的方式，塔式太阳能光热发电通过定日镜将太阳能反射到高塔上的吸热器上，对吸热器内部工质加热，进而发电。

定日镜是一种平面镜，太阳光照射到定日镜，再由定日镜反射到吸热器上，起到聚光的作用。由于太阳的位置每时都在发生变化，为了达到良好的聚光效果，定日镜需具备俯仰、翻转两个自由度，以此调节定日镜的角度来追踪太阳位置变化与反射到吸热器上的位置变化关系。

本申请设计一种定日镜场姿态矫正系统，在现有的PLC控制器中加入高度角控制器和方位角控制器，并且采用基于神经网络的方法计算高度角和方位角的控制律、精确的对定日镜方位和高度进行调整。

发明内容

本发明的目的是提供塔式太阳能定日镜场姿态矫正系统，解决了现有技术中存在的定日镜高度和方位调整精确度较差的问题。

本发明还提供一种太阳能定日镜场姿态矫正方法，能够简单、准确的对定日镜高度和方位进行调整。

本发明所采用的第一个技术方案是，塔式太阳能定日镜姿态矫正系统，包括图像采集器、气象站、图像处理系统、GPS网络时间服务器、上位机、驱动装置及控制系统；图像采集器、气象站、图像处理系统、GPS网络时间服务器、上位机、控制系统及驱动装置之间通过信号连接；

图像采集器用于采集白板反射的光斑图像；图像处理系统用于对图像采集器采集的图像进行处理；控制系统用来驱动驱动装置运动；驱动装置用来驱动定日镜的转动；GPS网络时间服务器用于获取太阳的实时位置。

本发明的特点还在于，

图像采集器为CCD照相机。

控制系统采用PLC控制器。

驱动装置设置于定日镜上，驱动装置包括一组伺服电机，一组伺服电机分别控制定日镜高度和方位。

PLC控制器包含高度角控制器和方位角的控制器，高度角控制器及方位角控制器均采用三阶控制系统。

本发明所采用的第二个技术方案是，塔式太阳能定日镜姿态矫正系统的控制方法，具体控制步骤如下：

步骤1、通过气象站检测获取影响定日镜镜场环境参数，并将参数传送到上位机；

步骤2、通过图像采集器采集白板反射的光斑图像，并将反射光斑图像传递到图像处理系统，经过图像处理系统处理后传送到GPS网络时间服务器；

步骤3、GPS网络时间服务器根据获得的反射光斑图像获取太阳实时偏转角度并反馈给上位机；

步骤3、上位机根据气象站反馈的定日镜镜场环境参数，计算定日镜在该镜场环境参数下的正常偏转角度，并与GPS网络时间服务器反馈的实时太阳偏转角度进行对比计算，获取定日镜偏转误差，确定应矫正偏转角度；

步骤4、上位机将矫正偏转角度发送给控制系统，经过控制系统计算获得控制律，控制系统控制驱动装置按照控制律驱动定日镜偏转。

本发明的特点还在于，