[发明专利]基于PSO算法降低塔式太阳能热发电溢出损失的方法

说明书

本发明公开了一种基于PSO算法降低塔式太阳能热发电溢出损失的方法，包括如下步骤：进行镜场布置设计，得到每个定日镜的坐标、吸热面板的坐标以及每个定日镜的将光线反射到吸热塔上的目标点坐标；计算每个光线所带的能量；统计经过每个定日镜的反射光线的溢出损失；根据每个定日镜的反射光线的溢出损失求出所有定日镜的溢出损失，并建立使得所有定日镜的溢出损失最小的目标函数以及关于定日镜坐标的限制条件；利用改进的PSO算法求解目标函数的最优解，得到每个定日镜的最优坐标，使得整个镜场的溢出损失最低。本发明所公开的方法可以使得整体的溢出损失最低，提高整体的发电转化效率。

技术领域

本发明涉及塔式太阳能热发电系统领域，特别涉及一种基于PSO算法降低塔式太阳能热发电溢出损失的方法。

背景技术

目前，国际上太阳能发电处于商业化应用初级阶段，国内处于示范项目推广初级阶段，因此还有很多技术问题需要去解决。影响镜场最终发电效率的因素有很多，比如余弦损失、大气透射损失、阻挡或阴影损失、溢出损失等，这些损失尤其是溢出损失(溢出损失指定日镜将太阳能反射到吸热塔上但是并未反射到吸热面板2上，而是反射到吸热面板的上面或者下面，图3中光线A和光线B)，极大地影响太阳能的发电效率。由于太阳能热发电聚光集热技术总体上还不成熟，而且缺乏明确且统一的方法和标准，查阅相关文献资料并未找到有效落地的解决方案。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于PSO算法降低塔式太阳能热发电溢出损失的方法，以达到根据改进的PSO算法得到每个定日镜的最优坐标，使得整体的溢出损失最低，提高整体的发电转化效率的目的。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种基于PSO算法降低塔式太阳能热发电溢出损失的方法，包括如下步骤：

步骤一，根据塔式太阳能光热电站的场地条件、定日镜的设计参数、吸热塔的设计参数、设计功效，进行镜场布置设计，得到每个定日镜的坐标、吸热面板的坐标以及每个定日镜的将光线反射到吸热塔上的目标点坐标；

步骤二，根据当地固定时间的DNI值、定日镜的尺寸，计算每个光线所带的能量；

步骤三，根据光的反射定理求出每条光线经过定日镜反射后的反射光线的坐标；

步骤四，根据反射光线的坐标，以及吸热面板的坐标，判断反射光线是否落在吸热面板上，并根据每个光线所带的能量统计经过每个定日镜的反射光线的溢出损失；

步骤五，根据每个定日镜的反射光线的溢出损失求出所有定日镜的溢出损失，并建立使得所有定日镜的溢出损失最小的目标函数以及关于定日镜坐标的限制条件；

步骤六，利用改进的PSO算法求解目标函数的最优解，得到每个定日镜的最优坐标，使得整个镜场的溢出损失最低。

上述方案中，步骤二中，每个光线所带的能量的计算方法如下：

其中，DNI为单位面积上的太阳直接辐射。

上述方案中，步骤三中，反射光线的坐标向量的计算方法如下：

其中，beam为反射光线，normal为定日镜的法向量，默认为[0；0；1]，sunvec为太阳光线的向量表示。

上述方案中，步骤五中，建立的目标函数如下：

限制条件如下：

0＜＜2|x_i|＜＜M_x

0＜＜2|y_i|＜＜M_y