[发明专利]一种塔式太阳能热发电站中的定日镜场调度方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种塔式太阳能热发电站中的定日镜场调度方法，具体涉及一种采用开-闭环结合控制的定日镜场调度方法。

背景技术

定日镜场是由众多定日镜组成的定日镜群，是塔式太阳能热发电站的重要组成部分，用于将低密度的太阳辐射能收集并投射到指定位置的吸热器内，从而与吸热器一起实现塔式电站的光热转换。

定日镜常见的跟踪控制方式分为开环控制、闭环控制和开-闭环结合控制三种，目前，国外已建塔式电站基本都采用开环控制方式。开环控制（又叫程序控制）是根据太阳运行规律、定日镜位置（经纬度）和吸热器位置等参数及其几何关系，通过程序计算定日镜的控制方向和位置。此类控制的优点是跟踪快速、易于大型镜场的集中监控，缺点是定日镜跟踪过程中存在累积误差，而且自身无法消除，较难校正。由于受累积误差的影响，定日镜跟踪精度很难提高，并且随着定日镜的长期运行，跟踪精度不断下降。闭环控制（又叫传感器控制）是采用传感器检测或感知太阳光或吸热器的位置，从而控制定日镜执行机构运动，达到准确聚集太阳光的效果。这类控制有效克服了开环控制有累积误差的缺点，并且结构简单，跟踪精度得到较大提高。但其缺点也显而易见：光电元件在较长时间段内接收不到太阳光时，会导致跟踪系统控制失效。开-闭环结合控制是定日镜在开环控制和闭环控制之间选择时机自动切换，从而结合了开环控制和闭环控制的优点。开环使定日镜快速定位，并能在阴云天实施跟踪控制；闭环可实现定日镜的精准跟踪，并消除累积误差。

塔式电站都具有大型的定日镜场，以国际上已建成的塔式示范和商业电站为例：欧共体EURELIOS电站共有182台32 m²定日镜，镜场总面积为6200 m²；西班牙PS10电站有624台121 m²定日镜，镜场总面积为75504 m²；美国Solar Two电站1926台定日镜，镜场总面积为82980 m²；美国Esolar公司建造的电站有12000台1 m²定日镜，镜场总面积达12000 m²。这些大型的定日镜场，如果所有定日镜在跟踪运行时都对准吸热器中心点，当太阳光照强度较高时，将造成吸热器局部过热、能流密度分布严重不均等问题，这不利于吸热器的正常、稳定工作，严重时甚至导致吸热器烧毁。