本发明专利技术公开了一种用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统，用于对槽式光热电站的镜场中的槽式聚光器装置进行控制，包括总控模块以及槽式聚光器控制器；其中，总控模块用于控制和管理镜场中所有的槽式聚光器装置；槽式聚光器控制器至少有一台，每一台槽式聚光器控制器根据所述总控模块所发出的控制命令控制一台所述的槽式聚光器装置。本发明专利技术提供了一种能够同时实现热工控制与定日跟踪的控制系统，成本低，可靠性高，有利于槽式光热发电系统的推广与应用。
【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)利用聚光器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。其次，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。最后，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。目前，在上述的太阳能光热发电技术中，槽式聚光热发电技术最为成熟，应用最为广泛。槽式聚光热发电系统是通过抛物面槽式聚光镜面将太阳光汇聚在焦线上，在焦线上安装管状集热器，以吸收聚焦后的太阳辐射能。管内的流体被加热后，流经换热器加热水产生蒸汽，借助于蒸汽动力循环来发电。该系统采用一维跟踪模式跟踪太阳连续运转，跟踪简易，且光学效率较高，流体工作温度可达400°C，能够满足发电的需要。由槽式聚光热发电系统的上述工作原理可以看出，槽式聚光热发电系统要获得最好的发电效能，系统中的槽式聚光器在工作时应当时刻与太阳处于一个最合适的角度，由于太阳的位置会随着时间发生变化，因此槽式聚光热发电系统中的控制部分应当控制槽式聚光器实现定日跟踪。按照被控制量对控制量是否存在着反馈，现有的槽式聚光器的定日跟踪方式可分为闭环、开环和开闭环混合控制方式。目前有许多研究和专利描述了不同的跟踪控制方法与系统。例如，作为参考文献I的美国专利“US 2011/0168161A1，《SolarTrough Field System》”提到一种使用太阳传感器调整中央步进电机来实现槽式聚光器定日跟踪的控制系统。这一定日跟踪控制系统利用安装在槽式聚光器上的太阳辐射传感器来捕捉太阳当前的位置，然后控制槽式聚光器以对准太阳当前的位置。该系统的缺陷是需要在槽式聚光器上专门安装太阳辐射传感器，太阳辐射传感器价格不菲，而槽式聚光热发电系统中需要成百上千个槽式聚光器，因此此类控制系统成本较高，不利于槽式聚光热发电系统的推广。槽式聚光热发电系统要获得最好的发电效能，除了要做定日跟踪外，还需要保持槽式聚光器中的集热管工作在理想温度，对集热管工作温度的调节也被称为热工控制，用于实现热工控制的系统被称为热工控制系统。定日跟踪与热工控制是两个紧密联系的过程，在定日跟踪的过程中时刻需要做热工控制操作，但在现有技术中，定日跟踪与热工控制分别由定日跟踪控制系统与热工控制系统完成，这两套控制系统相互独立，由不同的软硬件分别实现，结构复杂，成本高昂，不利于槽式聚光热发电系统的推广，而且相互之间不易配合，容易发生故障。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有的槽式聚光器控制系统对定日跟踪与热工控制由独立的部件完成，结构复杂、成本高昂的缺陷，从而提供一种高效、成本较低的控制系统。为了实现上述目的，本专利技术提供了一种用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统，用于对槽式光热电站的镜场中的槽式聚光器装置4进行控制，包括总控模块I以及槽式聚光器控制器3;其中，所述的总控模块I用于控制和管理镜场中所有的槽式聚光器装置4 ；所述的槽式聚光器控制器3至少有一台，每一台槽式聚光器控制器3根据所述总控模块I所发出的控制命令控制一台所述的槽式聚光器装置4。上述技术方案中，还包括数据存储模块2 ;所述数据存储模块2用于记录和存储槽式聚光器装置的数据信息。上述技术方案中，所述的总控模块I包括跟踪控制单元、热工监控单元；其中，所述的跟踪控制单元控制槽式聚光器的定日跟踪，用户通过所述跟踪控制单元命令镜场中所有的或者指定的一台到多台槽式聚光器装置开始定日跟踪或者结束定日跟踪，或者用户通过所述跟踪控制单元对某一台槽式聚光器进行远程手动控制；所述的热工监控单元监控槽式聚光器装置中的集热器的包括温度、导热介质流量、集热管压力在内的热工数据，计算和显示每个槽式聚光器装置单独的以及镜场总计的热功率。上述技术方案中，所述的槽式聚光器控制器3包括控制单元24、通讯器25 ;其中，所述的通讯器25连接到所述的控制单元24，所述通讯器25从所述的总控模块I接收控制命令，并将所接收到的命令发送给所述的控制单元24 ；所述的控制单元24接收到所述总控模块I所发出的命令后，结合安装在槽式聚光器装置4上的传感器所返回的信息以及自身所存储的信息生成控制指令，所述控制指令驱动槽式聚光器装置4以实现定日跟踪或热工控制。上述技术方案中，所述的槽式聚光器控制器3还包括就地控制柜，一个就地控制柜与一台槽式聚光器装置相配套；用户通过所述就地控制柜发出控制命令，所述控制单元24根据所述控制命令生成控制指令，所述控制指令驱动槽式聚光器装置4以实现定日跟踪或热工控制。上述技术方案中，所述的控制单元24接收安装在槽式聚光器装置4上的倾角传感器所返回的槽式聚光镜面的实时倾斜角度，将该实时倾斜角度与目标角度进行比较，根据比较结果计算旋转角度与方向，最后根据所述旋转角度与方向驱动所述槽式聚光器装置4。上述技术方案中，所述的控制单元24接收安装在槽式聚光器装置4上的温度传感器所返回的温度信息，根据所述温度信息判断在定日跟踪过程中的槽式聚光器装置4是否处于正常工作状态，对处于非正常工作状态的槽式聚光器装置4进行调整。 本专利技术还提供了 一种在所述的用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统上实现的控制方法，用于实现定日跟踪，该方法包括步骤101)、用户使用总控模块I命令槽式聚光器4进入工作状态，所述总控模块I向控制所述槽式聚光器4的槽式聚光器控制器3发送工作命令；步骤102)、所述槽式聚光器控制器3中的控制单元24收到工作命令后，根据所述控制单元24所存储的天文公式、所述槽式聚光器4的地理参数以及当前时间参数，计算得到所述槽式聚光器4跟踪太阳所需要旋转到的目标角度；步骤103)、所述控制单元24从倾角传感器10获取所述槽式聚光器4的当前角度，计算出所述槽式聚光器4要旋转的方向和角度大小；步骤104)、所述控制单元24驱动电机14，控制第一液压杆11和第二液压杆18，使所述槽式聚光器4进行旋转，直到所述槽式聚光器4的当前角度在精度范围内等于目标角度。本专利技术又提供了一种在所述的用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统上实现的控制方法，用于实现热工控制，该方法包括:·步骤201)、槽式聚光器控制器3实时采集槽式聚光器装置4的温度传感数据Tl和工作状态数据SI ;所述的工作状态数据SI用于指示槽式聚光器装置4是否处于定日跟踪的工作状态；步骤202)、根据步骤201)得到的温度传感数据Tl和工作状态数据SI判断槽式聚光器装置是否处于定日跟踪的工作状态，如果槽式聚光器装置处于定日跟踪工作状态并且温度高于给定阈值，则处于非正常工作状态，执行下一步，否则，回到步骤201)，继续监控过程;步骤203)、判断所述槽式聚光器控制器3是否处于自动处理状态，如为自动处理状态，所述槽式聚光器控制器3发出控制命令，驱动控制槽式聚光器装置中的部件，使得槽式聚光器装置中的集热管偏离聚焦点，同时发送报警和处理信息到所本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统，其特征在于，用于对槽式光热电站的镜场中的槽式聚光器装置(4)进行控制，包括总控模块(1)以及槽式聚光器控制器(3)；其中，所述的总控模块(1)用于控制和管理镜场中所有的槽式聚光器装置(4)；所述的槽式聚光器控制器(3)至少有一台，每一台槽式聚光器控制器(3)根据所述总控模块(1)所发出的控制命令控制一台所述的槽式聚光器装置(4)。
【技术特征摘要】
1.一种用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统，其特征在于，用于对槽式光热电站的镜场中的槽式聚光器装置(4)进行控制，包括总控模块(I)以及槽式聚光器控制器(3)；其中， 所述的总控模块(I)用于控制和管理镜场中所有的槽式聚光器装置(4)； 所述的槽式聚光器控制器(3)至少有一台，每一台槽式聚光器控制器(3)根据所述总控模块(I)所发出的控制命令控制一台所述的槽式聚光器装置(4)。2.根据权利要求1所述的用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统，其特征在于，还包括数据存储模块(2);所述数据存储模块(2)用于记录和存储槽式聚光器装置的数据信肩、O3.根据权利要求1或2所述的用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统，其特征在于，所述的总控模块(I)包括跟踪控制单元、热工监控单元；其中， 所述的跟踪控制单元控制槽式聚光器的定日跟踪，用户通过所述跟踪控制单元命令镜场中所有的或者指定的一台到多台槽式聚光器装置开始定日跟踪或者结束定日跟踪，或者用户通过所述跟踪控制单元对某一台槽式聚光器进行远程手动控制； 所述的热工监控单元监控槽式聚光器装置中的集热器的包括温度、导热介质流量、集热管压力在内的热工数据，计算和显示每个槽式聚光器装置单独的以及镜场总计的热功率。4.根据权利要求1或2所述的用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统，其特征在于，所述的槽式聚光器控制器(3)包括控制单元(24)、通讯器(25);其中， 所述的通讯器(25)连接到所述的控制单元(24)，所述通讯器(25)从所述的总控模块(I)接收控制命令，并将所接收到的命令发送给所述的控制单元(24)； 所述的控制单元(24)接收到所述总控模块(I)所发出的命令后，结合安装在槽式聚光器装置(4)上的传感器所返回的信息以及自身所存储的信息生成控制指令，所述控制指令驱动槽式聚光器装置(4)以实现定日跟踪或热工控制。5.根据权利要求4所述的用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统，其特征在于，所述的槽式聚光器控制器(3)还包括就地控制柜，一个就地控制柜与一台槽式聚光器装置相配套；用户通过所述就地控制柜发出控制命令，所述控制单元(24)根据所述控制命令生成控制指令，所述控制指令驱动槽式聚光器装置(4)以实现定日跟踪或热工控制。6.根据权利要求4或5所述的用于槽式光热电站的槽式聚光器控制系统,其特征在于，所述的控制单元(24)接收安装在槽式聚光器装置(4)上的倾角传感器所返回的槽式聚光镜面的实时倾斜角度，将该实时倾斜角度与目标角度进行比较...
【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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