本发明专利技术公开了一种太阳能塔式光热电站的定日镜误差校正系统，包括定日镜镜场子系统、图像采集处理子系统和定日镜控制子系统；其中，定日镜镜场子系统包括集热器、纠偏板和定日镜装置；用于作为定日镜跟踪误差的目标靶的所述纠偏板安装在集热器附近；图像采集处理子系统包括相机和图像处理单元；定日镜控制子系统包括总控单元和定日镜控制单元，一个定日镜装置配置一个定日镜控制单元，一个总控单元控制至少一个定日镜控制单元。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光热发电领域，特别涉及。
技术介绍
太阳能光热发电技术(英文名Concentrating Solar Power,简称CSP)利用大面积的镜面将太阳辐射能量反射到集热器上，集热器将太阳辐射能转换成热能，并通过热力循环过程进行发电。作为太阳能大规模发电的重要方式，太阳能光热发电具有一系列明显优点。首先，其全生命周期的碳排放量非常低，根据国外研究仅有18g/kWh。另外，该技术在现有太阳能发电技术中成本最低，更易于迅速实现大规模产业化。此外，太阳能光热发电还具有非常强的与现有火电站及电网系统的相容性优势。太阳能光热发电技术主要有以下四种槽式聚光热发电、塔式聚光热发电、碟式聚光热发电和菲涅尔式聚光热发电。塔式光热发电技术使用多面定日镜将吸收到的太阳光集中聚焦到吸热塔上的集热器，对传热工作介质加热进而发电。相比上述其他三种光热发电技术，塔式光热发电不需要长距离管道传输系统，热损减小，系统效率高，同时便于储存热量。塔式的工作介质可用空气、水或水蒸气以及熔盐等。定日镜是塔式光热发电系统的重要组成部分，它至少包括支架、传动部分、控制部分和反射镜。为使太阳辐射能量集中于集热器的中心点，要求定日镜具备高反射率和高定日精度，并可在如沙漠、戈壁等复杂地理环境和酷热、严寒、大风等恶劣气候条件下工作。从上述的定日镜工作原理可以得知，定日镜跟踪精度的高低，直接决定了定日镜的聚光效果的好坏，进而决定了集热器和集热器中传热工作介质的温度高低和热能大小，最后决定了太阳能电站发电能力的大小。所以，定日镜跟踪精度是影响太阳能电站发电能力的重要因素，也是制约塔式电站容量的关键因素。通过提高定日镜跟踪精度来提高聚光性能是塔式太阳能热发电领域重要的研究课题。经过国内外几十年来大量的科学研究，定日镜跟踪精度有了很大的提高。例如，Ibrahim Reda在2004年中发表于太阳能杂志76期上的文章中提到了一种太阳公式,在一种定日镜跟踪方法中，使用该太阳公式并结合定日跟踪时的时间参数和吸热塔上集热器的经纬度、高度等位置参数，可以精确计算出定日镜当前应处的位置，此类定日镜跟踪方法所能得到的计算结果的精度可以非常高，达到万分之三度以内。但是在制造、安装以及运行定日镜的过程中，不可避免地存在各种各样的误差，如定日镜的水平旋转轴应该与水平面垂直，俯仰旋转轴应该与水平面平行，然而制造安装过程中，绝对的垂直和平行是做不到的，并且精度要求越高，制造、安装的成本也就越高。由于多种影响跟踪精度的因素存在，采用现有定日镜跟踪方法所实现的定日镜的跟踪精度往往比较低，虽然不会偏离目标中心太远，但也不能满足发电的需要，因此需要有在定日镜跟踪出现误差之后能够纠正的系统和方法。目前，有一些专利和文献涉及了不同的定日镜定日跟踪误差校正系统和方法。其中，作为参考文献I的中国专利200810025001. 6《一种定日镜跟踪控制装置及其控制方法》提到了一种采用开环与闭环相结合的误差校正方法。在该专利申请所述的误差校正方法中，每一台定日镜配备一个四象限太阳位置传感器，该传感器采用四块光电池，当太阳光略有偏移时，光电池的感光量和电信号输出量都会发生变化，从而可以精确地感知和计算出太阳的当前实际位置。该专利申请所述的系统由此可以根据太阳的当前实际位置随时校正定日镜的跟踪误差，精度取决于传动精度及太阳传感器的灵敏度。使用该系统可以得到较好的定日镜跟踪误差校正精度，但也存在比较明显的缺陷和不足一是需要在每一台定日镜装置上都专门安装四象限太阳位置传感器，在实际建设的塔式电站系统中会需要成百上千台四象限太阳位置传感器，所以该类误差校正系统成本较高，不利于塔式电站的大规模建设和推广；二是该类误差校正系统需要随时对定日镜进行跟踪误差校正，增加了塔式电站对该系统的依赖程度，也加大了塔式电站的维护成本和工作量。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有技术难以实现全自动检测并校正定日镜跟踪误差的缺点，提出了一种低成本、全自动、高精度的定日镜跟踪误差的校正方法。为了实现上述目的，本专利技术提供了 一种太阳能塔式光热电站的定日镜误差校正系统，包括定日镜镜场子系统I、图像采集处理子系统5和定日镜控制子系统8 ;其中，所述定日镜镜场子系统I包括集热器2、纠偏板3和定日镜装置4 ;用于作为定日镜跟踪误差的目标靶的所述纠偏板3安装在所述集热器2附近；所述图像采集处理子系统5包括相机6和图像处理单元7 ;所述相机6用于捕捉所述定日镜装置4聚焦到所述纠偏板3上的光斑，并进行成像，将成像所形成的图像传递给图像处理单元7，所述图像处理单元7对所述图像进行处理，得到所述光斑的重心相对于所述纠偏板3上某一点的坐标值；所述的定日镜控制子系统8包括总控单元9和定日镜控制单元10，一个所述的定日镜装置4配置一个所述的定日镜控制单元10，一个总控单元9控制至少一个定日镜控制单元10 ;所述总控单元9从所述图像处理单元7得到所述光斑的重心相对于所述纠偏板3上某一点的坐标值，根据该坐标值计算出定日镜当前跟踪误差，并进行误差校正，进而计算出待检定日镜准确的当前角度；所述的定日镜控制单元10接收来自于所述总控单元9的定日镜跟踪指令，计算所在的定日镜装置4要旋转到的目标位置，并驱动和控制所在的定日镜装置4的旋转操作。上述技术方案中，所述相机6为CXD相机。上述技术方案中，所述纠偏板3上某一点为纠偏板3的中心点。本专利技术还提供了一种在所述的太阳能塔式光热电站的定日镜误差校正系统上实现的定日镜误差校正方法，包括步骤I)、在一时间段内选择待检的定日镜4，并为所述待检的定日镜4设定目标位置；所述目标位置为所述纠偏板3上的某一点；步骤2)、根据步骤I)中所设定的目标位置以及当前的太阳位置信息、时间信息计算所述待检定日镜4的目标角度；步骤3)、驱动待检定日镜4的旋转，使得所述待检定日镜4的当前角度与步骤2)计算得到的目标角度相同；步骤4)、采集待检定日镜4投射到所述纠偏板3上的光斑，计算所述光斑的质量中心与所述目标位置的位置偏差；步骤5)、根据步骤4)计算得到的位置偏差计算待检定日镜4需要调整的角度值，即偏差修正角度；步骤6)、将之前检测得到的跟踪偏差曲线所确定的定日镜跟踪偏差角度与所述定日镜的偏差修正角度相加，得到经过校核的定日镜跟踪偏差角度；步骤7)、根据步骤6)得到的经过校核的定日镜跟踪偏差角度调整所述待检定日镜4的当前角度；步骤8)、根据经过校核的跟踪偏差角度拟合出当前时间段的跟踪偏差曲线；步骤9)、根据步骤8)得到的当前时间段的跟踪偏差曲线回归出定日镜立柱的偏差角度，进而使用所述定日镜立柱偏差角度修正所述待检定日镜的当前角度。上述技术方案中，在所述的步骤4)中，在采集待检定日镜4投射到所述纠偏板3上的光斑后，还包括以下步骤对跟踪误差是否过大进行判断，如果跟踪误差过大，重新执行步骤2)，否则计算所述光斑的质量中心与所述目标位置的位置偏差。上述技术方案中，在所述的步骤5)和步骤6)之间还包括以下步骤对步骤5)计算得到的偏差修正角度的大小进行判断，若所述偏差修正角度小于某一指定值则继续执行后续的步骤，否则，需要重新执行步骤2)。上述技术方案中，在所述的步骤I)之前，还包括以下步骤采集环境信息，将所述环境信息与预设的环境条件进行比较，根据比较结果本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种太阳能塔式光热电站的定日镜误差校正系统，其特征在于，包括定日镜镜场子系统(1)、图像采集处理子系统(5)和定日镜控制子系统(8)；其中，所述定日镜镜场子系统(1)包括集热器(2)、纠偏板(3)和定日镜装置(4)；用于作为定日镜跟踪误差的目标靶的所述纠偏板(3)安装在所述集热器(2)附近；所述图像采集处理子系统(5)包括相机(6)和图像处理单元(7)；所述相机(6)用于捕捉所述定日镜装置(4)聚焦到所述纠偏板(3)上的光斑，并进行成像，将成像所形成的图像传递给图像处理单元(7)，所述图像处理单元(7)对所述图像进行处理，得到所述光斑的重心相对于所述纠偏板(3)上某一点的坐标值；所述的定日镜控制子系统(8)包括总控单元(9)和定日镜控制单元(10)，一个所述的定日镜装置(4)配置一个所述的定日镜控制单元(10)，一个总控单元(9)控制至少一个定日镜控制单元(10)；所述总控单元(9)从所述图像处理单元(7)得到所述光斑的重心相对于所述纠偏板(3)上某一点的坐标值，根据该坐标值计算出定日镜当前跟踪误差，并进行误差校正，进而计算出待检定日镜准确的当前角度；所述的定日镜控制单元(10)接收来自于所述总控单元(9)的定日镜跟踪指令，计算所在的定日镜装置(4)要旋转到的目标位置，并驱动和控制所在的定日镜装置(4)的旋转操作。...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：姚志豪，罗田唯，
申请(专利权)人：首航节能光热技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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