[发明专利]一种用于塔式太阳能热发电系统的镜场调度系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及太阳能热发电领域，尤其涉及一种用于塔式太阳能热发电系统的镜场调度系统及方法。

背景技术

塔式太阳能热发电系统利用实时跟踪太阳的定日镜将太阳光反射到塔架上的吸热器, 通过加热其内的吸热工质产生高温高压蒸汽驱动汽轮发电机组发电。

定日镜场是塔式太阳能热发电系统的重要组成部分，定日镜场通常由成千上万面定日镜组成。由于定日镜的跟踪精度受外界因素及自身机械结构变化的影响，并不能时时保持高精度，且随着时间的推移定日镜的跟踪精度会降低，因此需要对定日镜进行校正（校正，即利用光斑采集装置采集光斑成像装置上的太阳光斑样本，并通过图像处理算法等进行处理分析，进而不断减小跟踪误差的过程），并定期对定日镜进行校验（校验，即判断定日镜精度的过程），但由于定日镜数量较多且状态各异，校正、校验耗时且难以控制，因此，如何对镜场进行科学调度，在最大程度保证镜场聚光效率的前提下完成定日镜的校正、校验和故障检测和诊断成为亟需解决的难题。

传统的镜场调度方法无法完全自动化地对定日镜状态进行判定及更改，并有效检测故障定日镜，且由于其调度过程复杂繁琐、费时费力、可靠性低，对镜场运营效率造成一定影响。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于塔式太阳能热发电系统的镜场调度系统及方法，该系统及方法通过对定日镜进行科学合理的调度，在最大程度保证镜场追日效率的前提下完成定日镜的校正及校验，提高定日镜跟踪精度。

一种用于塔式太阳能热发电系统的镜场调度系统，包括： 

接收器，用于收集太阳光斑能量；

定日镜，用于反射太阳光到接收器上；

光斑成像装置，用于形成太阳光斑图像；

光斑采集装置，用于采集太阳光斑图像；

图像处理装置，用于处理光斑采集装置采集到的太阳光斑图像，由光斑成像装置形成太阳光斑图像之后，通过光斑采集装置采集所述太阳光斑图像，并将采集的太阳光斑图像传输至图像处理装置进行分析处理；

镜场控制系统，通过利用计算机等控制端对定日镜单镜状态进行切换或调整实现对整体镜场的调控；其中，单镜状态为追日、校正、校验、故障以及闲置状态中的一种状态，且每面定日镜任一时刻只能有一种状态，否则将造成系统紊乱。由于外界因素及机械结构变动等因素将影响定日镜的跟踪精度，因此定日镜状态将随着时间的推移而改变，即同一面定日镜不可能一直保持同一种状态，通过镜场控制系统可实现定日镜状态的切换。

一种用于塔式太阳能热发电系统的镜场调度方法，包括以下步骤：

步骤1:对镜场中已安装成功的定日镜进行校正，即光斑采集装置采集光斑成像装置上的太阳光斑样本，并利用图像处理装置对获得的太阳光斑图像进行分析处理，不断减小跟踪误差；

步骤2：对校正完成后的定日镜进行校验，并判断校验通过与否，通过校验的定日镜则进行追日；未通过校验的定日镜需重新校正，若连续多次未通过校验则视为故障定日镜；追日中的定日镜需定期进行校验，以解决因长期运行带来的精度下降问题；其中，定日镜必须先完成校正方可进行校验，通过校正和校验后方可进入追日状态，本方法通过引入单镜状态，实现自动控制切换单镜状态，从而控制整个镜场的运营；

其中

所述镜场中的已安装成功的定日镜根据其使用情况分为两类：使用中定日镜和闲置定日镜，使用中定日镜指处于校正、校验、追日或故障状态的定日镜，闲置定日镜指无故障但不进行追日、校正或校验的定日镜；

镜场中定日镜单镜状态包括校正、校验、追日、故障以及闲置状态，通过对定日镜单镜状态进行切换或调整实现对整体镜场的调控，且每面定日镜任一时刻只能处于一种状态。

 其中校验通过指定日镜精度符合要求，校验不通过指定日镜精度不符合要求。

处于校正、校验、追日和闲置状态的定日镜因各种原因发生故障时，状态切换至故障状态。定日镜故障根据故障类型分为两类：一是因外部因素引发的故障，二是因定日镜自身机械结构引起的故障和因连续多次校验未通过而判断为故障。因故障类型一而引发故障的定日镜排除故障后可根据实际需要恢复到故障前状态，因故障类型二引发故障的定日镜排除故障后定日镜状态由故障状态切换为校正状态。

所述使用中的定日镜和闲置状态的定日镜设置为根据实际情况互相切换。

根据镜场中定日镜的不同状态，将定日镜状态归类总结为五个状态列表：

校正列表，待校正的使用中定日镜集合；

校验列表，校正完成后还未校验的使用中定日镜集合；