[发明专利]塔式光热电站定日镜场非中心点聚焦建模方法

权利要求书

1.一种塔式光热电站定日镜场非中心点聚焦建模方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：

步骤1：建立塔式光热电站定日镜场非中心点聚焦模型框架；

步骤2：建立太阳位置及其太阳辐射数学模型；

步骤3：定义塔式光热电站定日镜非中心点聚焦建模的坐标系位置；

步骤4：建立非中心点聚焦数学模型；

步骤5：利用腔式吸热器内平面方程及边界条件建立吸热器内表面的数学模型。

2.如权利要求1所述的塔式光热电站定日镜场非中心点聚焦建模方法，其特征在于：所述步骤1首先建立太阳位置数学模型和太阳辐射数学模型，用以确定任意时刻太阳的位置，以便随时更新定日镜场控制系统的跟踪信号；其次依据定日镜区域、吸热器区域和吸收塔区域分别建立镜面坐标系、目标坐标系和地面坐标系，模拟追迹光线的聚焦过程；然后建立非中心点聚焦数学模型，依据太阳入射光束中心线的方向余弦、镜面法线向量和太阳反射光束中心线的方向余弦从地面坐标系向镜面坐标系的转换，得出太阳入射光线的入射余弦在镜面坐标系下的表达式；再通过镜面任意一点p法线在镜面坐标系下的表达式，确定经由点P反射的反射向量在目标坐标系中的表达式；最后利用腔式吸热器内平面方程及其边界条件建立吸热器内表面的数学模型，求得太阳反射光线和目标坐标系上吸热器内各区域的交点，统计追迹光线数目，进而计算出能力密度分布。

3.如权利要求1所述的塔式光热电站定日镜场非中心点聚焦建模方法，其特征在于：所述步骤1建立的塔式定日镜非中心点聚焦模型框架结构包括三部分：输入参数、模型系数和输出参数；输入参数包括太阳高度角、太阳方位角、法向方向的太阳辐射强度、风速、定日镜的反射率、大气衰减效率和定日镜之间的阴影遮光效率；模型参数包括定日镜在镜场中的X、Y、Z坐标、吸热器尺寸、吸热器安装角度、吸热器中心垂直高度和最大风速；输出参数包括吸热器接收总能量、定日镜的余弦效率、定日镜的溢出效率、定日镜场总效率、吸热器保温层左侧太阳入射能流密度、吸热器保温层右侧太阳入射能流密度、吸热器腔内上侧太阳入射能流密度、吸热器腔内左侧太阳入射能流密度、吸热器腔内右侧太阳入射能流密度、吸热器腔内背侧太阳入射能流密度。

4.如权利要求3所述的塔式光热电站定日镜场非中心点聚焦建模方法，其特征在于：所述的塔式定日镜场非中心点聚焦模型框架中，输入太阳高度角、太阳方位角、法向方向辐射强度、风速、定日镜的反射率、大气衰减效率和定日镜之间的阴影遮光效率，在给定的模型参数包括X、Y、Z坐标、吸热器尺寸、吸热器安装角度、吸热器中心垂直高度和最大风速的条件下，能够得到吸热器接收总能量、定日镜的余弦效率、定日镜的溢出效率、定日镜场总效率、吸热器保温层左侧太阳入射能流密度、吸热器保温层右侧太阳入射能流密度、吸热器腔内上侧太阳入射能流密度、吸热器腔内左侧太阳入射能流密度、吸热器腔内右侧太阳入射能流密度、吸热器腔内背侧太阳入射能流密度。