[发明专利]太阳能发电站的定日镜校准系统及校准方法

说明书

技术领域

本发明属于太阳能发电领域，特别涉及一种太阳能发电站的定日镜校准系统及跟踪方法。

背景技术

中央塔式接收器发电站中，塔顶的接收器接受来自定日镜组反射的太阳光。接收器转换入射辐射能输出高压高温蒸汽，之后可送入涡轮机进行电力发电。定日镜一般安装于塔周围的地面。各定日镜具有刚性反射表面，可跟踪太阳，表面白天采用向阳方位，保持反射移动的太阳光至接收器。需要高度准确地跟踪太阳，减少接收器周围溢出的反射光。因此提供一种能够准确跟踪太阳实现较小损耗的定日镜校准系统成为本领域人员亟需解决的技术问题。

为解决上述问题，现有的定日镜校准系统常用的校准方法为：通过图像传感器检测定日镜反射太阳光的光斑空间位置，也就是光斑的中心位置，以及该对应的定日镜的旋转角度，此处的旋转角度是指定日镜的俯仰角φ和平摇角ω，得出该定日镜所需校准的误差值，根据获得的误差值，更新定日镜在数据库中的参数，根据这些参数和接收器及太阳的位置，计算出定日镜将阳光反射在接收器上需旋转的角度，开始跟踪。

例如，中国专利CN101918769A公开了一种中央塔式接收器太阳能发电厂中的定日镜定标和跟踪控制方法，其包括反射阳光至接收器的定日镜场、指向至少一定日镜子分组的摄像机。摄像机配置为可产生多个定日镜反射的阳光图像。该系统就是通过上述校准方法进行校准的。在校准过程中，确定光斑中心位置的过程如下：首先通过摄像机捕捉定日镜反射的光斑，此时定日镜处于起始配置，为了使摄像机找到定日镜的反射光斑中心位置，控制系统控制定日镜转动，最终使定日镜转动到摄像机捕捉到光斑中心位置为止。图1为使用摄像机获得光斑中心样本时执行的定日镜转动的轨线图，定日镜的方位以两个旋转角控制，平摇角ω和俯仰角平摇角ω沿水平轴表示。俯仰角沿垂直轴表示。通过该轨迹图可以得出，该系统需要定日镜多次转动才能到达摄像机能够检测到光斑中心的位置。其控制方案复杂，校准过程较复杂；同时定日镜的多次轨迹转动引入了机械误差，校准精度降低。另外在较大的发电厂中，数量庞大的定日镜的转动会消耗控制定日镜转动的校准电机的电能。又例如，美国专利US20100139644中，虽然校准时，定日镜的转动轨迹较CN101918769A有所简化，但为了获得定日镜反射光斑轮廓位置，仍需控制系统控制大量定日镜转动到摄像机能够扑捉到的位置；这样，定日镜的反射光斑无法照射在接收器上，影响了发电效率。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有定日镜校准系统校准动作较慢，提供一种校准速度快，校准精度高的太阳能发电站的定日镜校准系统。

为解决上述技术问题，本发明公开一种太阳能发电站的定日镜校准系统，其包括：接收器，所述接收器用于接收定日镜反射的太阳光；至少一个定日镜组成的定日镜场：其安装于所述接收器的周围；至少一个图像传感器组成的图像传感器组：用于采集定日镜的校准光源反射图像；以及控制单元：用于处理图像传感器组获得的图像信息，并校准跟踪太阳的定日镜的参数同时控制定日镜转动；所述图像传感器组可移动地设置于所述接收器和定日镜场之间，使待校准的所述定日镜反射图像的至少一部分落入所述图像传感器组的采集范围。

所述图像传感器组采集到的定日镜的反射图像为斑点，用于获得定日镜反射光斑的轮廓；在所述控制单元控制所述定日镜转动，使所述定日镜的反射光斑对准接收器时，所述图像传感器组采集所述定日镜反射光斑的图像，所述控制单元根据图像传感器组采集的图像信息，确定所述定日镜反射的光斑中心位置，将光斑中心位置与所述接收器的位置进行比对，确定反射光斑没有对准所述接收器的定日镜，并对所述定日镜进行校准。

所述图像传感器安装于位于所述接收器与所述定日镜场之间的安装支架上，所述图像传感器环绕所述接收器的周向设置且所述图像传感器的采集面面向所述定日镜设置，其沿所述安装支架上下移动。

所述图像传感器安装于旋转安装支架上，所述旋转安装支架可绕所述接收器的支撑塔转动，所述图像传感器组沿竖直方向设置，其与所述旋转安装支架同时绕所述支撑架转动。

所述图像传感器安装于位于所述接收器与所述定日镜场之间的平面安装支架上，所述图像传感器组沿水平方向排列，其沿所述平面安装支架上下移动。所述图像传感器组的移动方式为间歇性移动或连续移动。

所述图像传感器组配置有用于减弱光强的减光装置，所述减光装置包括光的反射装置和/或光的吸收装置。所述减光装置优选为可调减光强度的减光装置。

所述图像传感器组配置有用于测量光强的光强传感器。

所述图像传感器组配置有用于遮挡阳光的遮光装置。