本技術(shù)涉及一種仿真系統(tǒng)，尤其是涉及一種塔式光熱定日鏡追日控制算法的修正及定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)，用于通過(guò)模擬試驗(yàn)塔式光熱發(fā)電控制算法優(yōu)化、精度的提高和驗(yàn)證。

背景技術(shù)：

1、太陽(yáng)能熱發(fā)電通常叫做聚光式太陽(yáng)能發(fā)電，與傳統(tǒng)發(fā)電站不一樣的是，它們是通過(guò)聚集太陽(yáng)輻射獲得熱能，將熱能轉(zhuǎn)化成高溫蒸汽驅(qū)動(dòng)蒸汽輪機(jī)來(lái)發(fā)電的。當(dāng)前太陽(yáng)能熱發(fā)電按照太陽(yáng)能采集方式可劃分為太陽(yáng)能槽式發(fā)電、太陽(yáng)能塔式熱發(fā)電、太陽(yáng)能碟式熱發(fā)電。其中，塔式系統(tǒng)是利用眾多的定日鏡，將太陽(yáng)熱輻射反射到置于高塔頂部的高溫集熱器(太陽(yáng)鍋爐)上，加熱工質(zhì)產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，或直接加熱集熱器中的水產(chǎn)生過(guò)熱蒸汽，驅(qū)動(dòng)汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)組發(fā)電。在塔式光熱電站中，定日鏡是其核心環(huán)節(jié)，但由于定日鏡數(shù)量較多，商業(yè)化光熱電站中往往包含數(shù)千上萬(wàn)面。不同的定日鏡安裝條件不同，由于位置不同，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使用范圍也不同，且隨著時(shí)刻的變化和時(shí)間的推移，設(shè)備對(duì)應(yīng)姿態(tài)和衰減情況也不同。實(shí)際使用過(guò)程中，需要掌握各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行精度情況，以進(jìn)行仿真，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)整體的運(yùn)行管理。

2、由于對(duì)于定日鏡的精度檢測(cè)方式和檢測(cè)流程的不足，導(dǎo)致在進(jìn)行系統(tǒng)仿真時(shí)，并未開(kāi)展基于不同尺度，不同區(qū)域定日鏡性能和聚光效果的修正，從而使塔式光熱電站整體性能模型與實(shí)際運(yùn)行情況存在較大的偏差。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本實(shí)用新型提出了一種定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)，以解決上述部分或全部問(wèn)題。

2、根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，提供了定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述仿真系統(tǒng)包括：

3、定日鏡位置單元，計(jì)算所述定日鏡的位置并且輸出定日鏡位置數(shù)據(jù)；

4、太陽(yáng)光斑位置單元，與所述定日鏡位置單元通信連接以接收所述定日鏡位置數(shù)據(jù)，根據(jù)所述定日鏡位置數(shù)據(jù)計(jì)算所述定日鏡的太陽(yáng)光斑并且輸出太陽(yáng)光斑數(shù)據(jù)；

5、顯示單元，與所述太陽(yáng)光斑位置單元通信連接以接收所述太陽(yáng)光斑數(shù)據(jù)，并且將基于所述太陽(yáng)光斑數(shù)據(jù)生成的太陽(yáng)光斑圖像顯示在所述顯示單元的顯示頁(yè)面上；

6、成像單元，設(shè)置為面對(duì)所述顯示單元，所述成像單元對(duì)所述顯示單元的顯示頁(yè)面進(jìn)行拍攝以獲得包含所述太陽(yáng)光斑圖像的頁(yè)面圖像；

7、比較單元，與所述成像單元通信連接以接收所述頁(yè)面圖像，基于所述頁(yè)面圖像計(jì)算所述太陽(yáng)光斑圖像的中心位置，輸出基于將所述太陽(yáng)光斑圖像的中心位置與預(yù)定中心位置進(jìn)行比較而得到的比較結(jié)果的反饋信號(hào)至所述定日鏡位置單元，

8、其中，所述定日鏡位置單元接收所述反饋信號(hào)，輸出用于校正在計(jì)算所述定日鏡的位置的過(guò)程中使用的參數(shù)的校正數(shù)據(jù)。

9、優(yōu)選地，比較單元將所述太陽(yáng)光斑的中心位置與所述預(yù)定中心位置進(jìn)行比較，并且在所述太陽(yáng)光斑的中心位置與所述預(yù)定中心位置之間的差值大于或等于預(yù)定閾值時(shí)，所述比較單元將所述反饋信號(hào)發(fā)送至所述定日鏡位置單元，所述定日鏡位置單元根據(jù)所述反饋信號(hào)修正所述校準(zhǔn)算法中的參數(shù)。

10、優(yōu)選地，校準(zhǔn)算法包括以下參數(shù)的一個(gè)參數(shù)或多個(gè)參數(shù)：測(cè)試時(shí)間、定日鏡尺寸、定日鏡與接收器的相對(duì)位置、定日鏡微表面法向擾動(dòng)、太陽(yáng)光方向、太陽(yáng)光分布、太陽(yáng)光直接輻射強(qiáng)度。

11、優(yōu)選地，比較單元以所述頁(yè)面圖像的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系，并且通過(guò)確定所述頁(yè)面圖像中的所述太陽(yáng)光斑的幾何中心在所述直角坐標(biāo)系中的光斑幾何中心坐標(biāo)來(lái)計(jì)算所述太陽(yáng)光斑的中心位置。

12、優(yōu)選地，比較單元確定所述光斑幾何中心在所述直角坐標(biāo)系中的x坐標(biāo)值以及y坐標(biāo)值。

13、優(yōu)選地，比較單元通過(guò)坐標(biāo)變換，將所述預(yù)定中心位置映射至以所述頁(yè)面圖像的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)所建立的直角坐標(biāo)系，并且計(jì)算所述預(yù)定中心在所述直角坐標(biāo)系中的x坐標(biāo)值以及y坐標(biāo)值。

14、優(yōu)選地，比較單元將所述光斑幾何中心的x坐標(biāo)值與所述預(yù)定中心的x坐標(biāo)值進(jìn)行比較以獲得第一差值，并且將所述光斑幾何中心的y坐標(biāo)值與所述預(yù)定中心的y坐標(biāo)值進(jìn)行比較以獲得第二差值，在所述第一差值大于或等于第一預(yù)定閾值和/或所述第二差值大于或等于第二預(yù)定閾值時(shí)，所述比較單元將所述反饋信號(hào)發(fā)送至所述定日鏡位置單元，所述定日鏡位置單元根據(jù)所述反饋信號(hào)修正所述校準(zhǔn)算法中的參數(shù)。

15、優(yōu)選地，第一預(yù)定閾值等于所述第二預(yù)定閾值，或者所述第一預(yù)定閾值不等于所述第二預(yù)定閾值。

16、從上述方案中可以看出，提供了定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)，其使用基于頁(yè)面的太陽(yáng)光斑仿真系統(tǒng)在監(jiān)視器中的瀏覽器頁(yè)面顯示太陽(yáng)光斑，無(wú)需額外搭建具有靶區(qū)域的塔，從而節(jié)約了成本。此外，該定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)能夠滿足各種工況進(jìn)行系統(tǒng)模擬和試驗(yàn)，方便驗(yàn)證工作過(guò)程、控制系統(tǒng)精度和優(yōu)化算法等。

技術(shù)特征：

1.一種定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)(10)，其特征在于，所述仿真系統(tǒng)包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述比較單元將所述太陽(yáng)光斑圖像的中心位置與預(yù)定中心位置進(jìn)行比較，包括：在所述太陽(yáng)光斑圖像的中心位置與所述預(yù)定中心位置之間的差值大于或等于預(yù)定閾值時(shí)，所述比較單元將所述反饋信號(hào)輸出至所述定日鏡位置單元。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述參數(shù)包括以下各項(xiàng)中的一項(xiàng)或多項(xiàng)：測(cè)試時(shí)間、定日鏡尺寸、定日鏡與接收器的相對(duì)位置、定日鏡微表面法向擾動(dòng)、太陽(yáng)光方向、太陽(yáng)光分布、太陽(yáng)光直接輻射強(qiáng)度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述比較單元以所述頁(yè)面圖像的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)，建立直角坐標(biāo)系，并且通過(guò)確定所述頁(yè)面圖像中的太陽(yáng)光斑圖像的幾何中心在所述直角坐標(biāo)系中的坐標(biāo)來(lái)計(jì)算所述太陽(yáng)光斑圖像的中心位置。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述比較單元確定所述太陽(yáng)光斑圖像的幾何中心在所述直角坐標(biāo)系中的x坐標(biāo)值以及y坐標(biāo)值。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述比較單元通過(guò)坐標(biāo)變換，將所述預(yù)定中心位置映射至以所述頁(yè)面圖像的中心為坐標(biāo)原點(diǎn)所建立的直角坐標(biāo)系，并且計(jì)算所述預(yù)定中心位置在所述直角坐標(biāo)系中的x坐標(biāo)值以及y坐標(biāo)值。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述比較單元將所述太陽(yáng)光斑圖像的幾何中心的x坐標(biāo)值與所述預(yù)定中心的x坐標(biāo)值進(jìn)行比較以獲得第一差值，并且將所述太陽(yáng)光斑圖像的幾何中心的y坐標(biāo)值與所述預(yù)定中心的y坐標(biāo)值進(jìn)行比較以獲得第二差值，在所述第一差值大于或等于第一預(yù)定閾值和/或所述第二差值大于或等于第二預(yù)定閾值時(shí)，所述比較單元將所述反饋信號(hào)發(fā)送至所述定日鏡位置單元，所述定日鏡位置單元根據(jù)所述反饋信號(hào)校正所述參數(shù)。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)，其特征在于，所述第一預(yù)定閾值等于所述第二預(yù)定閾值，或者所述第一預(yù)定閾值不等于所述第二預(yù)定閾值。

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)公開(kāi)定日鏡的太陽(yáng)光斑的仿真系統(tǒng)。系統(tǒng)包括：定日鏡位置單元，計(jì)算定日鏡位置并輸出定日鏡位置數(shù)據(jù)；太陽(yáng)光斑位置單元，接收并根據(jù)定日鏡位置數(shù)據(jù)計(jì)算定日鏡的太陽(yáng)光斑并輸出太陽(yáng)光斑數(shù)據(jù)；顯示單元，接收太陽(yáng)光斑數(shù)據(jù)將基于太陽(yáng)光斑數(shù)據(jù)生成的太陽(yáng)光斑圖像顯示在顯示單元的顯示頁(yè)面上；成像單元，設(shè)置為面對(duì)顯示單元對(duì)顯示單元的顯示頁(yè)面進(jìn)行拍攝以獲得包含太陽(yáng)光斑圖像的頁(yè)面圖像；比較單元，接收頁(yè)面圖像基于頁(yè)面圖像計(jì)算太陽(yáng)光斑圖像中心位置，輸出基于將太陽(yáng)光斑圖像中心位置與預(yù)定中心位置比較得到的比較結(jié)果的反饋信號(hào)至定日鏡位置單元，定日鏡位置單元接收反饋信號(hào)輸出校正在計(jì)算定日鏡位置過(guò)程中使用的參數(shù)的校正數(shù)據(jù)。

技術(shù)研發(fā)人員：劉志聲
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西門(mén)子能源自動(dòng)化（南京）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：20240219
技術(shù)公布日：2024/11/14