[发明专利]双轴跟踪太阳位置装置及其预测扰动控制方法

权利要求书

1.一种双轴跟踪太阳位置装置，包括光伏组件支架（1）、连接支架（2）、上部步进电动机及齿轮组合件（3）、中部支架（4）、下部步进电动机及齿轮组合件（5）、下部支架（6）、数据采集控制模块（7）和底座（8）；其特征是：  

在双轴跟踪太阳位置装置的下部支架（6）上设置有直角支架（14），并在直角支架（14）的端头安设有一相应结构尺寸的预测扰动小系统；

所述双轴跟踪太阳位置装置是其在底座（8）上设置有数据采集控制模块（8）、固定连接有下部支架（6），并在下部支架（6）的端头设置有下部步进电动机及齿轮组合件（5），通过中部支架（4）连接有上部步进电动机及齿轮组合件（3），再由连接支架（2）连接有光伏组件支架（1）；

所述一相应结构尺寸的预测扰动小系统是在直角支架（14）的端头安设有小系统下部步进电动机及齿轮组合件（13），通过小系统中部支架（12）连接有小系统上部步进电动机及齿轮组合件（11），再由小系统连接支架（10）连接有小系统光伏组件支架（9）；

其中，所述数据采集和控制模块是采集预测扰动装置的高度角、方位角、光伏输出电压和电流信息，并输出控制和驱动信号，改变预测扰动装置的高度角和方位角；所述步进电动机和齿轮组合件是根据来自于数据采集和控制模块（8）的驱动信号来控制发电机的转动，进而带动齿轮转动，改变预测扰动装置的高度角和方位角。

2.如权利要求1所述的一种双轴跟踪太阳位置装置，其特征在于：双轴跟踪太阳位置装置与预测扰动小系统的相应结构尺寸比为10~100：1。

3.一种用于如权利要求1所述的双轴跟踪太阳位置装置的预测扰动控制方法，其所述方法是按下列步骤进行的：

（1）设定太阳位置双轴跟踪装置的初始值：扰动                                                ，确定和，确定每次运行间隔时间，当地经度和维度，当地标准时间所在地的经度；

（2）计算某一天在一年中的天数n，计算出当天的太阳赤纬角；

（3）根据太阳赤纬角和当地维度，得到当天的日出方位角和日落方位角，进而得到当天的日出时刻和日落时刻； 

（4）根据时钟时间计算真太阳时间，判断真太阳时间是否大于或等于日出时刻，是，执行步骤（5）；否，返回上述步骤（4）；

（5）判断运行间隔时间是否结束，是，根据真太阳时间计算出太阳高度角和太阳方位角，调整小系统的高度角和小系统的方位角，执行步骤（6）；否，等待行间隔时间结束，返回上述步骤（5）； 

（6）将扰动加入预测扰动小系统的高度角和小系统方位角，判断扰动是否增加了预测扰动小系统上安装的光伏发电系统的输出功率，是，找到预测扰动小系统的最佳系统高度角和系统方位角，执行步骤（7）；否，保存预测扰动小系统原来的系统高度角和系统方位角，执行步骤（7）；

（7）将系统的系统高度角和系统方位角调整到与预测扰动小系统一致；

（8）判断真太阳时间是否大于等于日落时刻，是，系统停止，否，返回上述步骤（5）。