[发明专利]适于部分遮蔽的太阳位置双轴跟踪系统结构的控制方法

摘要

一种适于部分遮蔽的太阳位置双轴跟踪系统控制方法，属于光伏发电技术领域，其特征是在传统太阳位置双轴跟踪系统上部支架的四个顶角分别安装有光敏电阻。其控制方法是：(1)设定初始值；(2)判断是否达到F_min，是，执行(3),否，返回(2)；(3)M初值为“0000”，执行(4)；(4)判断R₉=R₁₀，是，为“1”，否,为“0”，存储到M第一位，执行(5)；(5)判断R₁₁=R₁₂，是，为“1”，否，为“0”，存储到M第二位，执行(6)；(6)判断R₉=R₁₁，是，为“1”，否，为“0”，存储到M第三位，执行(7)；(7)判断R₁₀=R₁₂，是，为“1”，否，为“0”，存储到M第四位，执行(8)；(8)得到R_min，查找运行对策，调整S_α和S_γ，直到满足R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂，执行(9);(9)△t是否结束，是，执行(10)；否，等待，返回(9)；(10)判断是否达到F_end，是，系统停止，否，执行(2)。

主权项

一种适于部分遮蔽的太阳位置双轴跟踪系统结构的控制方法，其结构是在包括有上部支架（1）、连接支架（2）、上部步进电动机和蜗轮蜗杆组合件（3）、中部支架（4）、下部步进电动机和蜗轮蜗杆组合件（5）、下部支架（6）、数据采集和控制模块（7）和底座（8）的传统太阳位置双轴跟踪系统结构基础上，在上部支架（1）的四个顶角上分别安装有第一、第二、第三、第四光敏电阻（9～12），其特征在于对该系统的控制方法是：根据光伏双轴跟踪系统的结构精度要求确定系统最小运行角度△，确定每次运行间隔时间△t；判断第一、第二、第三、第四光敏电阻（9、10、11、12）中电阻值最大的是否小于预设值，即系统达到运行的最小太阳辐射强度F_min设定值，否，等待达到最小太阳辐射强度F_min，是，设定一个储存单元M初值为“0000”，依次对第一、第二、第三、第四光敏电阻（9、10、11、12）中的电阻值R₉、R₁₀、R₁₁、R₁₂进行比较，比较的次序为：判断R₉=R₁₀，是，记为“1”，否记为“0”，存储到存储单元第一位，进入下一步；判断R₁₁=R₁₂，是，记为“1”，否记为“0”，存储到存储单元第二位，进入下一步；判断R₉=R₁₁，是，记为“1”，否记为“0”，存储到存储单元第三位，进入下一步；判断R₁₀=R₁₂，是，记为“1”，否记为“0”，存储到存储单元第四位，进入下一步；得到最小光敏电阻值R_min，进入下列运行情况中，查找相应运行对策： 若存储单元值为“1111”，即R₉=R₁₀、、R₁₁、=R₁₂R₉=R₁₁R₁₀=R₁₂，为无遮蔽，保持高度角S_α和方位角S_γ； 若存储单元值为“1110”，即R₉=R₁₀、、R₁₁、=R₁₂R₉=R₁₁R₁₀≠R₁₂，该情况不可能发生； 若存储单元值为“1101”，即R₉=R₁₀、、R₁₁、=R₁₂R₉≠R₁₁R₁₀=R₁₂，该情况不可能发生； 若存储单元值为“1100”，即R₉=R₁₀、、R₁₁、=R₁₂R₉≠R₁₁R₁₀≠R₁₂，说明系统下部有遮蔽，根据最小运行角度△朝最小光敏电阻值R_min方向调整高度角S_α，直到满足R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂； 若存储单元值为“1011”，即R₉=R₁₀、、R₁₁、≠R₁₂R₉=R₁₁R₁₀=R₁₂，该情况不可能发生； 若存储单元值为“1010”，即R₉=R₁₀、、R₁₁、≠R₁₂R₉=R₁₁R₁₀≠R₁₂，说明第四光敏电阻R₁₂处有遮蔽，根据最小运行角度△朝最小光敏电阻值R_min方向调整方位角S_γ，直到满足R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂； 若存储单元值为“1001”，即R₉=R₁₀、、R₁₁、≠R₁₂R₉≠R₁₁R₁₀=R₁₂，说明第三光敏电阻R₁₁处有遮蔽，根据最小运行角度△朝最小光敏电阻值R_min方向调整方位角S_γ，直到满足R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂； 若存储单元值为“1000”，即R₉=R₁₀、、R₁₁、≠R₁₂R₉≠R₁₁R₁₀≠R₁₂，说明系统下部处于复杂遮蔽情况，根据最小运行角度△朝最小光敏电阻值R_min方向调整高度角S_α，直到满足R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂； 若存储单元值为“0111”，即R₉≠R₁₀、、R₁₁、=R₁₂R₉=R₁₁R₁₀=R₁₂，该情况不可能发生； 若存储单元值为“0110”，即R₉≠R₁₀、、R₁₁、=R₁₂R₉=R₁₁R₁₀≠R₁₂，说明第二光敏电阻R₁₀处有遮蔽，根据最小运行角度△朝最小光敏电阻值R_min方向调整方位角S_γ，直到满足R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂； 若存储单元值为“0101”，即R₉≠R₁₀、、R₁₁、=R₁₂R₉≠R₁₁R₁₀=R₁₂，说明第一光敏电阻R₉处有遮蔽，根据最小运行角度△朝最小光敏电阻值R_min方向调整方位角S_γ，直到满足R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂； 若存储单元值为“0100”，即R₉≠R₁₀、、R₁₁、=R₁₂R₉≠R₁₁R₁₀≠R₁₂，说明系统上 部处于复杂遮蔽情况，根据最小运行角度△朝最小光敏电阻值R_min方向调整高度角S_α，直到满足R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂； 若存储单元值为“0011”，即R₉≠R₁₀、、R₁₁、≠R₁₂R₉=R₁₁R₁₀=R₁₂，说明系统左侧或右侧有遮蔽，根据最小运行角度△朝最小光敏电阻值R_min方向调整方位角S_γ，直到满足R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂； 若存储单元值为“0010”，即R₉≠R₁₀、、R₁₁、≠R₁₂R₉=R₁₁R₁₀≠R₁₂，说明系统右侧处于复杂遮蔽情况，根据最小运行角度△朝最小光敏电阻值R_min方向调整方位角S_γ，直到满足R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂； 若存储单元值为“0001”，即R₉≠R₁₀、、R₁₁、≠R₁₂R₉≠R₁₁R₁₀=R₁₂，说明系统左侧处于复杂遮蔽情况，根据最小运行角度△朝最小光敏电阻值R_min方向调整方位角S_γ，直到满足R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂； 若存储单元值为“0000”，即R₉≠R₁₀、、R₁₁、≠R₁₂R₉≠R₁₁R₁₀≠R₁₂，说明系统跟踪失败，根据最小运行角度△，首先调整高度角S_α使得R₉=R₁₁、R₁₀=R₁₂，然后调整方位角S_γ使得R₉=R₁₀、R₁₁=R₁₂，即R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂。 上述控制方法的实施步骤是： 步骤一、根据光伏双轴跟踪系统的结构精度要求确定系统最小运行角度△，确定每次运行间隔时间△t； 步骤二、根据光敏电阻判断是否达到系统运行的最小太阳辐射强度设定值F_min，是，执行步骤三；否，返回步骤二； 步骤三、设定一个储存单元初值为“0000”，执行步骤四； 步骤四、判断R₉=R₁₀，是，记为“1”，否,记为“0”，存储到存储单元M第一位，执行步骤五； 步骤五、判断R₁₁=R₁₂，是，记为“1”，否,记为“0”，存储到存储单元M第 二位，执行步骤六； 步骤六、判断R₉=R₁₁，是，记为“1”，否,记为“0”，存储到存储单元M第三位，执行步骤七； 步骤七、判断R₁₀=R₁₂，是，记为“1”，否,记为“0”，存储到存储单元M第四位，执行步骤八； 步骤八、得到最小光敏电阻值R_min，进入运行情况中，根据存储单元M数值查找相应运行对策，调整系统高度角S_α和方位角S_γ，直到满足R₉=R₁₀=R₁₁=R₁₂，执行步骤九； 步骤九、判断运行间隔时间△t是否结束，是，执行步骤十；否，等待行间隔时间△t结束，返回步骤九； 步骤十、判断是否系统达到停止的太阳辐射强度F_end，是，系统停止，否，返回执行步骤二。