校准热电太阳能发电厂的定日镜制造技术

本发明专利技术涉及一种校准定日镜场中的定日镜的方法，所述方法包括以下步骤：提供线性变换，该线性变换用于将三维坐标转换成图像中以像素为单位的二维坐标；获得每个定日镜的反射表面的角点的实际三维坐标；对于在确定时间由第一图像捕获装置捕获的图像和由第二图像捕获装置捕获的图像，获得反射表面的角点的二维坐标；识别每个定日镜的反射表面在每个图像中的轮廓；以及识别每个图像中的ROI。以及，对于每个选定的定日镜，获得由第一装置捕获的图像中与定日镜对应的ROI的像素的强度的第一参数；获得第二参数，该第二参数与由第二装置捕获的图像中与定日镜对应的ROI的像素的强度相关；确定要应用于定日镜的调整；以及应用该调整。

Calibrating the sun setting mirror of a thermoelectric solar power plant

The present invention relates to a method for calibrating a daily mirror in a daily mirror field. The method provides a linear transformation, which is used to convert three-dimensional coordinates into two-dimensional coordinates in pixels in an image, and to obtain the actual three-dimensional coordinates of the corners of the reflected surfaces of each of the daily mirrors; for the determination of the coordinates of the three-dimensional coordinates of the corners of the reflecting surface of each of the daily mirrors; Between the images captured by the first image capture device and the images captured by the second image capture device, the two-dimensional coordinates of the corner points of the reflected surface are obtained; the contour of each reflection surface in each image is identified; and the ROI in each image is identified. And, for each selected setting mirror, the first parameter of the intensity of the ROI pixel corresponding to the setting mirror in the image captured by the first device is obtained; the second parameter is obtained, and the second parameter is related to the intensity of the ROI pixel corresponding to the daily mirror in the image captured by the second device; it is determined to be applied to the adjustment of the setting mirror. Whole; and apply the adjustment.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】校准热电太阳能发电厂的定日镜本公开涉及对具有位于塔上的中央接收器的热电太阳能发电厂的定日镜的校准，并且更具体地涉及用于校准具有位于塔上的中央接收器的所述热电太阳能发电厂的定日镜场中的定日镜的方法、系统和计算机程序产品。
技术介绍
在现有技术中，热电太阳能发电厂已知具有位于塔上的中央接收器、包括定日镜场，其中，至少一个定日镜(由反射表面形成以跟踪太阳在两个轴(海拔和方位)上的位置的结构)将太阳辐射反射在瞄准点上，所述瞄准点通常位于塔顶的接收器上，该接收器达到高温以便加热流体或传热材料。关于这些厂，已知用于校准定日镜场的一些方法。第一种方法基于某些定日镜相对于第二接收器、目标或对象的暂时未聚焦，所述定日镜使用位于定日镜本身上的传感器或基准表面来执行校准。其它已知的方法基于发射除太阳辐射之外的光束以检查定日镜的适当校准。此外，使用相机作为校准设备也是可能的，所述相机被直接放置在要被校准的每个定日镜的反射表面上。另一方面，用于具有位于塔上的中央接收器的当前商用热电太阳能发电厂(例如，PS10：624定日镜、PS20：12550定日镜、PS50：4120定日镜)的最常用校准方法需要操作员的参与。因此，工时将随着厂的总定日镜的数量成比例地增加，并且同样重新校准的频度将会降低。综上所述，已知的方法并不是针对具有位于塔上的中央接收器、包括具有高功率(高于当前功率)的定日镜场并因此具有非常高数量的定日镜的热电太阳能发电厂的最有效解决方案。因此，需要一种至少部分解决上述问题的系统。
技术实现思路
在第一方面，公开了一种校准热电太阳能发电厂的定日镜场中的至少一个选定的定日镜的方法。所述厂可以包括接收由定日镜反射的太阳辐射的至少一个瞄准点和多个成像装置，每个成像装置可以被配置成在给定时间捕获定日镜场的图像。成像装置可以被布置成接收由定日镜反射的环日辐射。该方法可以包括以下步骤：●针对每个成像装置提供线性变换，该线性变换用于将所述厂中的点的实际三维坐标转换成所述点在所捕获的图像上以像素为单位的二维坐标；●获得每个所捕获的图像上的每个选定的定日镜的反射表面的角点(cornerpoint)的实际三维坐标；对于至少在给定时间由第一成像装置捕获的图像和在给定时间由第二成像装置捕获的图像：●考虑所获得的每个所捕获的图像上对应的选定的定日镜的反射表面的角点的实际三维坐标和所提供的线性变换，获得每个选定的定日镜的反射表面的角点在每个所捕获的图像上以像素为单位的二维坐标；●考虑所获得的选定的定日镜的反射表面的角点在每个所捕获的图像上以像素为单位的二维坐标，识别每个选定的定日镜的反射表面在每个所捕获的图像上的轮廓；●考虑所识别的选定的定日镜的反射表面的轮廓，识别每个选定的定日镜在每个所捕获的图像上的感兴趣区域，每个感兴趣区域与选定的定日镜的反射表面相关联；对于每个选定的定日镜：●获得第一参数，该第一参数与由第一成像装置捕获的图像上与选定的定日镜对应的感兴趣区域的像素的强度相关；●获得第二参数，该第二参数与由第二成像装置捕获的图像上与选定的定日镜对应的感兴趣区域的像素的强度相关；●通过将所获得的第一参数与所获得的第二参数进行比较来确定要应用于选定的定日镜的定位调整；●将所确定的定位调整应用于选定的定日镜。这样，为了回答关于所提出的方法相对于当前建立的系统的益处的问题，有必要考虑与厂大小相关的一些因素：接收器的大小、每个定日镜的容许误差以及运行策略。对于定日镜的商用厂，总共3mrad已被设定为可接受的最大误差标准，其中，包括作为卷积的定日镜误差。基本上，针对厂中的定日镜定义的机械误差为以下四个：装配误差、自重变形误差、跟踪误差和面制造误差。从一个示例来看，如果允许这些误差高于已经建立的误差(这会导致场误差>3mrad)，对于相同的所需功率，接收器应必须更大，这会导致更高的热电损耗，因此需要更大的场大小。相比之下，通过保持厂的整体误差<3mrad，可以增加/减少用来进行补偿以使得保持结果的误差。如果设定了较高的跟踪误差，则用于自重变形的余量不大，从而导致结构非常刚硬并且对其基础的投资要求更高。利用所描述的方法，旨在减小跟踪误差，以便在自重变形中具有更大的容差，这意味着定日镜的结构的成本以及因此太阳能场的成本的降低。新型定日镜设计的开发也将得到促进，力争在不以使变形最小化为主要目标的情况下优化其它参数。为了在厂中获得更好的全球监测，瞄准策略的实现将是有利的，以便在接收器中以最小的溢出实现均匀的通量。除了上述优点之外，如前所述，必须加入的是，所提出的方法与场的大小无关，与已知系统的情况不同，所述方法针对校准跟踪的努力将随着场中定日镜的数量的增加而成比例地增加。由于产生较高电力发电厂和大型太阳能领域的当前发展趋势，已经建立了寻找用于厂中跟踪的校准的替代方案的需要。该方法只需要投资生成能够校正每个定日镜的位置的算法所需的硬件和时间。至于它们的维护，必须有一个经常检查系统正常运行的操作员，但绝不需要现在所需的资源。另一方面，布置成接收由定日镜反射的环日辐射(circumsolarradiation)的成像装置连同应用于它们的冷却方法(例如，诸如相机的成像装置可以被插入到其组件中的一个(硼硅窗(borosilicatewindow))中的耐高温不锈钢壳体中(最高温度可达400℃)，并且可以被水冷)一起允许减小它们将经受的高温的影响(因为环日区域具有较低的强度)。如果识别选定的定日镜的反射表面在所捕获的图像上的轮廓是困难的或不可能的(例如，因为在图像中，由于中央塔的遮蔽，前排中的定日镜非常阴暗并且可能无法以足够的精度确定其轮廓)，则可以丢弃所捕获的图像。另选地，可以应用用于处理所捕获的图像的其它方法。另一方面，根据所使用的成像装置的类型，可能需要以下步骤：考虑所识别的感兴趣区域将每个所捕获的图像转换为例如数字单色或灰度，以使得每个感兴趣区域上的每个像素可以已经分配了强度值。这样，如果所使用的成像装置以数字单色或灰度捕获图像，则该步骤可能不是必需的，并且如果它们以数字颜色进行，则先前的步骤可能是期望的但不是强制性的。在一些示例中，对于至少一个选定的定日镜，考虑所识别的选定的定日镜的反射表面的轮廓来识别每个所捕获的图像上的感兴趣区域可以包括将感兴趣区域识别为选定的定日镜的整个反射表面，也就是说，所识别的定日镜的感兴趣区域与所述定日镜的整个反射表面对应。根据一些示例，针对至少一个选定的定日镜，该方法还可以包括确定选定的定日镜的反射表面在每个所捕获的图像上的至少遮蔽/遮挡区域。这样，该步骤的目的是提取由于太阳能场的阶梯式配置而产生的遮蔽/遮挡区域。因此，应该考虑定日镜保持遮蔽/遮挡的部分，因为如果定日镜之间存在交叠，则必须在仅评估无遮蔽/未遮挡的部分时对它们加以考虑。在一些示例中，确定选定的定日镜的反射表面在每个所捕获的图像上的至少遮蔽/遮挡区域的步骤可以包括：●提供定日镜场中的至少一个定日镜，所述至少一个定日镜在给定时间遮蔽/遮挡选定的定日镜的反射表面；●考虑所提供的定日镜场中遮蔽/遮挡选定的定日镜的反射表面的定日镜，获得选定的定日镜的反射表面的遮蔽/遮挡区域的实际三维坐标；●考虑所获得的遮蔽/遮挡区域的实际三维坐标和所提供的线性变换，获本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种校准热电太阳能发电厂的定日镜场中的至少一个选定的定日镜的方法，所述厂包括至少一个瞄准点和多个成像装置，所述至少一个瞄准点接收由所述定日镜反射的太阳辐射，所述多个成像装置中的每一个被配置成在给定时间捕获定日镜场的图像，所述成像装置被布置成接收由所述定日镜反射的环日辐射，其特征在于，所述方法包括以下步骤：●针对每个成像装置提供线性变换，所述线性变换用于将所述厂中的点的实际三维坐标转换成所述点在所捕获的图像上以像素为单位的二维坐标；●获得每个所捕获的图像上的每个选定的定日镜的反射表面的角点的所述实际三维坐标；对于至少在给定时间由第一成像装置捕获的图像和在给定时间由第二成像装置捕获的图像：■考虑所获得的每个所捕获的图像上对应的选定的定日镜的所述反射表面的所述角点的实际三维坐标和所提供的线性变换，获得每个选定的定日镜的所述反射表面的所述角点在每个所捕获的图像上以像素为单位的二维坐标；●考虑所获得的所述选定的定日镜的所述反射表面的所述角点在每个所捕获的图像上以像素为单位的二维坐标，识别每个选定的定日镜的所述反射表面在每个所捕获的图像上的轮廓；●考虑所识别的所述选定的定日镜的所述反射表面的轮廓，识别每个选定的定日镜在每个所捕获的图像上的感兴趣区域，每个感兴趣区域与所述选定的定日镜的反射表面相关联；对于每个选定的定日镜：●获得第一参数，所述第一参数与由所述第一成像装置捕获的所述图像上与所述选定的定日镜对应的所述感兴趣区域的所述像素的强度相关；●获得第二参数，所述第二参数与由所述第二成像装置捕获的所述图像上与所述选定的定日镜对应的所述感兴趣区域的所述像素的强度相关；●通过将所获得的第一参数与所获得的第二参数进行比较来确定要应用于选定的定日镜的定位调整；●将所确定的定位调整应用于所述选定的定日镜。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种校准热电太阳能发电厂的定日镜场中的至少一个选定的定日镜的方法，所述厂包括至少一个瞄准点和多个成像装置，所述至少一个瞄准点接收由所述定日镜反射的太阳辐射，所述多个成像装置中的每一个被配置成在给定时间捕获定日镜场的图像，所述成像装置被布置成接收由所述定日镜反射的环日辐射，其特征在于，所述方法包括以下步骤：●针对每个成像装置提供线性变换，所述线性变换用于将所述厂中的点的实际三维坐标转换成所述点在所捕获的图像上以像素为单位的二维坐标；●获得每个所捕获的图像上的每个选定的定日镜的反射表面的角点的所述实际三维坐标；对于至少在给定时间由第一成像装置捕获的图像和在给定时间由第二成像装置捕获的图像：■考虑所获得的每个所捕获的图像上对应的选定的定日镜的所述反射表面的所述角点的实际三维坐标和所提供的线性变换，获得每个选定的定日镜的所述反射表面的所述角点在每个所捕获的图像上以像素为单位的二维坐标；●考虑所获得的所述选定的定日镜的所述反射表面的所述角点在每个所捕获的图像上以像素为单位的二维坐标，识别每个选定的定日镜的所述反射表面在每个所捕获的图像上的轮廓；●考虑所识别的所述选定的定日镜的所述反射表面的轮廓，识别每个选定的定日镜在每个所捕获的图像上的感兴趣区域，每个感兴趣区域与所述选定的定日镜的反射表面相关联；对于每个选定的定日镜：●获得第一参数，所述第一参数与由所述第一成像装置捕获的所述图像上与所述选定的定日镜对应的所述感兴趣区域的所述像素的强度相关；●获得第二参数，所述第二参数与由所述第二成像装置捕获的所述图像上与所述选定的定日镜对应的所述感兴趣区域的所述像素的强度相关；●通过将所获得的第一参数与所获得的第二参数进行比较来确定要应用于选定的定日镜的定位调整；●将所确定的定位调整应用于所述选定的定日镜。2.根据权利要求1所述的方法，该方法还包括以下步骤：●考虑所识别的感兴趣区域将每个所捕获的图像转换成灰度，使得每个感兴趣区域上的每个像素已经分配了与其灰度级对应的强度值。3.根据权利要求1或2中任一项所述的方法，其中，对于至少一个选定的定日镜，考虑所识别的所述选定的定日镜的所述反射表面的轮廓来识别每个所捕获的图像上的感兴趣区域的步骤包括将所述感兴趣区域识别为所述选定的定日镜的整个所述反射表面。4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，对于至少一个选定的定日镜，该方法还包括以下步骤：●确定所述选定的定日镜的所述反射表面在每个所捕获的图像上的至少遮蔽/遮挡区域。5.根据权利要求4所述的方法，确定所述选定的定日镜的所述反射表面在每个所捕获的图像上的至少遮蔽/遮挡区域的步骤包括：●提供所述定日镜场中的至少一个定日镜，所述至少一个定日镜在给定时间遮蔽/遮挡所述选定的定日镜的所述反射表面；●考虑所提供的所述定日镜场中遮蔽/遮挡所述选定的定日镜的所述反射表面的定日镜，获得所述选定的定日镜的所述反射表面的所述遮蔽/遮挡区域的所述实际三维坐标；●考虑所获得的所述遮蔽/遮挡区域的实际三维坐标和所提供的线性变换，获得所述选定的定日镜的所述反射表面的所述遮蔽/遮挡区域在每个所捕获的图像上以像素为单位的所述二维坐标。6.根据权利要求5所述的方法，其中，考虑所识别的所述选定的定日镜的所述反射表面的轮廓，识别每个选定的定日镜在每个所捕获的图像上的感兴趣区域的步骤包括：●考虑所获得的所述选定的定日镜的所述反射表面的所述遮蔽/遮挡区域的以像素为单位的二维坐标，通过在每个所捕获的图像上从所述选定的定日镜的所述反射表面去除所述遮蔽/遮挡区域来识别所述感兴趣区域。7.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一成像装置和所述第二成像装置被竖直地布置，并且其中，确定要应用于所述选定的定日镜的定位调整的步骤包括确定与所述选定的定日镜的海拔相关的定位调整。8.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述第一成像装置和所述第二成像装置被水平地布置，并且其中，确定要应用于所述选定的定日镜的定位调整的步骤包括确定与所述选定的定日镜的方位相关的定位调整。9.根据权利要求1至6中任一项所述的方法，其中，所述成像装置包括四个成像装置，所述四个成像装置中的两个成像装置被竖直地布置，并且另外两个成像装置被水平地布置，并且其中，确定要应用于所述选定的定日镜的定位调整的步骤包括确定与所述选定的定日镜的所述海拔和所述方位分别相关的定位调整。10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中，获得每个所捕获的图像上的每个选定的定日镜的所述反射表面的所述角点的所述实际三维坐标的步骤包括：●提供所述选定的定日镜的枢转点的实际三维坐标；●提供所述瞄准点的实际三维坐标；●提供在给定时间太阳在方位和海拔上的位置；●提供所述选定的定日镜的所述反射表面的大小；●考虑所述选定的定日镜的所述枢转点的所述实际三维坐标以及太阳在方位和海拔上的所述位置，确定从所述选定的定日镜的所述枢转点到所述太阳的太阳矢量；●考虑所述选定的定日镜的所述枢转点的所述实际三维坐标和所述瞄准点的所述实际三维坐标，确定从所述选定的定日镜的所述枢转点到所述瞄准点的矢量；●考虑所述太阳矢量、从所述选定的定日镜的所述枢转点到所述瞄准点的所述矢量，确定所述选定的定日镜的所述反射表面的法向矢量；●根据所确定的法向矢量获得所述选定的定日镜的所述反射表面在方位和海拔上的位置；●考虑所获得的所述选定的定日镜的所述反射表面的在方位和海拔上的位置、所述选定的定日镜的所述反射表面的所述大小以及所述选定的定日镜的所述枢转点的所述实际三维坐标，识别所述选定的定日镜的所述反射表面的所述角点的所述实际三维坐标。11.根据权利要求10所述的方法，其中，所述太阳在方位和海拔上的所述位置基于所述厂的地理坐标、在所述给定时间的时间数据以及在所述给定时间的气象数据。12.根据权利要求10至11中任一项所述的方法，其中，确定所述选定的定日镜的所述反射表面的所述法向矢量的步骤通过与反射定律相关的数学公式来执行：其中，表示从所述选定的定日镜的所述枢转点到所述瞄准点的所述矢量，表示所述太阳矢量，表示所述法向矢量，以及θi是所述太阳辐射的入射角和反射角。13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中，通过将所获得的第一参数与所获得的第二参数进行比较来确定要应用于所述选定的定日镜的定位调整的步骤包括：针对每个给定时间，●将所获得的第一参数与所获得的第二参数进行比较；●确定所获得的第一参数与所获得的第二参数之间的比较是否导致相等；如果所述第一参数和所述第二参数不相等，●对所述选定的定日镜应用预定的定位调整；对于至少由所述第一成像装置捕获的新图像和由所述第二成像装置捕获的新图像：●考虑所获得的每个所捕获的图像上对应的选定的定日镜的所述反射表面的所述角点的实际三维坐标和所提供的线性变换，获得所述选定的定日镜的所述反射表面的所述角点在每个所捕获的图像上以像素为单位的所述二维坐标；●考虑所获得的所述选定的定日镜的所述反射表面的所述角点在每个所捕获的图像上以像素为单位的二维坐标，识别所述选定的定日镜的所述反射表面在每个所捕获的图像上的轮廓；●考虑所识别的所述选定的定日镜的所述反射表面的轮廓，识别所述选定的定日镜在每个所捕获的图像上的感兴趣区域；●获得第一参数，所述第一参数与由所述第一成像装置捕获的所述图像上与所述选定的定日镜对应的所述感兴趣区域的所述像素的强度相关；●获得第二参数，所述第二参数与由所述第二成像装置捕获的所述图像上与所述选定的定日镜对应的所述感兴趣区域的所述像素的强度相关；●对所述方法的控制转到将所获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：P·克利芒·桑切斯，M·施拉姆，I·昂纳·埃斯卡特利亚尔，
申请(专利权)人：阿文戈亚太阳能新技术公司，
类型：发明
国别省市：西班牙,ES