塔式太阳能发电定日镜系统设计与分析

以塔式太阳能发电装置的定日镜系统为研究分析的对象,通过研究传统定日镜跟踪太阳的方式,来分析其优缺点,并针对传统控制方式存在着不确定性和延迟性这一难点提出控制装置采用两蜗杆定位设备,对该设备上光敏电阻的反馈信号进行比较,再通过粗调传感器、细调传感器对定日镜系统进行控制,使之达到一定的准确性和即时性,最终来提高整个系统的发电效率。     

太阳能塔式热发电系统定日镜控制

0引言在太阳能塔式热发电系统中,定日镜是将太阳光反射到反射塔上的装置,是塔式热发电系统最关键的部件,定日镜性能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。由于定日镜距反射塔较远,因此要求其具备很高的精度。本系统通过将太阳运行轨迹的计算算法融入永磁同步电动机的伺服位置控制器中实现对太阳位置的实时跟踪,通过精确调节定日镜位置跟踪精度获得最大     

定日镜镜面偏心距误差仿真分析与补偿算法

根据太阳能塔式发电定日镜高精度控制的需求,主要研究镜面偏心距对定日镜跟踪精度的影响,对其所造成的跟踪误差进行几何建模与仿真分析,研究结果表明镜面偏心距误差对追踪精度影响显著。为此提出一种实现镜面偏心距误差补偿的反射算法,利用实际定日镜实验装置的工作参数进行仿真计算与分析。分析结果表明该反射算法计算的姿态角误差小,计算量低,不仅能够很好地补偿镜面偏心距所造成的误差,而且特别适合植入嵌入式或者上位机控制平台,具有理想的应用前景。     

塔式太阳能热发电中的定日镜跟踪系统设计

在塔式太阳能热发电中,应用全新的跟踪聚光理论--陈氏跟踪方法[1].以PIC16F877单片机为控制核心,设计了闭环控制的定日镜跟踪系统.与传统的跟踪方式相比,自旋+仰角跟踪方式使得定日镜的像差小,可实现在任何气候条件下对日的稳定可靠跟踪.     

塔式太阳能电站三轴定日镜装置研究

针对现有塔式太阳能定日镜装置在极端天气下稳定性差的问题,本文提出采用三轴支撑方式的定日镜装置,通过有限元分析方法确定了3个支撑轴最优位置,根据地理位置和时间推算太阳的高度角和方位角,结合反射定律得到控制定日镜平面的最佳空间角度。在优化布置支撑轴的基础上,对支撑轴的高度控制量进行推导计算,并设计了相应的定日镜控制系统。最后,以某塔式太阳能电站实际数据为例进行试验验证,结果表明本文提出的定日镜控制系统正确可行。     

光热电站定日镜技术及选型研究

针对目前光热电站核心技术之一的定日镜,介绍跟踪精度、聚光面形和镜面反射率等影响定日镜聚光效率 的几个关键技术,并在此基础上对国内光热电站目前采用的３种不同大小型式的定日镜进行选型对比,得出各种定日 镜的优缺点,为后期光热电站项目定日镜的设计选型优化提供方向.     

塔式光热电站定日镜的鲁棒自适应控制算法

塔式光热电站定日镜伺服跟踪控制系统是典型的高阶非线性系统,传统PID控制器无法完成精确的跟踪控制。提出一种基于RBF神经网络的塔式光热电站定日镜鲁棒自适应动态面控制方法。采用自适应RBF神经网络动态面控制技术解决传统反步法中的"微分爆炸"及系统中存在未知参数和不确定项的问题,简化系统控制律设计。通过在控制器设计过程中引入滑模面,在提高系统鲁棒性的同时,加快系统的响应速度。通过设计误差转换函数和跟踪性能指标函数,引入一个新的误差变量,使得系统跟踪误差满足预先设定的性能指标。通过Modeling Tech电力电子仿真实验平台进行半实物实验验证,实验结果表明提出的自适应定日镜控制方案具有良好的跟踪性能,并且能够保证系统跟踪误差始终控制在预先设定的范围之内,满足预先设定的性能指标,验证了控制方案的有效性。最后通过现场测试实验,取得了良好的控制效果。     

塔式太阳能热发电站定日镜追踪控制系统的设计

针对传统光热发电方式效率低、规模小、成本高等问题,设计了塔式太阳能热发电站定日镜追踪控制系统。在这一系统中,现地控制器根据太阳位置算法、空间转换模型计算出镜面角度的理论值,并结合光束界定系统与镜场管理系统纠偏,驱动伺服电机完成镜面俯仰角、旋转角的调整,实现定日镜的跟踪控制。试验结果表明,应用这一系统,定日镜反射太阳光斑的精度高,符合运行要求。     

塔式太阳能镜场三轴支撑定日镜控制装置

为了解决常规塔式太阳能镜场中单轴定日镜不稳、易损坏的问题,提出了基于三轴支撑定日镜的塔式太阳能镜场控制系统,设计了独特的三轴支撑定日镜。本文根据实际运行需要,采取程序与传感器混合控制的方法,实现对太阳光线的实时监测;为了提高系统吸热效率,通过图像监测与处理的方法,定时提取定量定日镜进行偏差校正;根据3种定日镜控制方法,设计了基于PLC的3种计算模块,实时计算镜面最理想的位置。试验结果表明,基于三轴支撑定日镜的塔式太阳能镜场控制系统能达到实际工程需要,实现定日追踪。     

基于加Hanning窗递推DFT算法的测频方法

常用递推离散傅里叶变换(DFT)方式动态计算频谱,根据相位计算结果实时计算电网变化的频率,动态调整测量控制装置的采样频率实现同步采样。但由于截断信号会产生频谱泄漏,使得相位和频率计算结果有一定误差,采用该方法跟踪频率,实时计算电网变化的频率速度较慢。为提高频率跟踪计算速度,对加Hanning窗递推DFT算法计算频率进行了研究,利用2次加Hanning窗递推DFT求出工频基波相位经过1个工频周期后的相位变化量,再利用该变化量求出对应频率的变化量。采用加窗递推DFT有效减小了频谱泄漏的影响,提高了相位差的计算精度和速度,从而可以提高频率的计算精度和速度。该方法简单,易于实现,计算量较小,频率跟踪速度快。     

智能型太阳能跟踪系统设计与实现

在主动式跟踪太阳能热发电系统中,要求计算太阳位置以实现跟踪,提高发电效率。对于开环控制的太阳能跟踪系统,太阳位置的计算精度尤为重要。采用水平-俯仰双轴坐标系统,利用32位ARM (advanced RISC machine)公司的嵌入式微处理器,以步进电机作为执行机构,提出了基于程控跟踪和光电跟踪相结合的复合跟踪方式,并采用基于J2000.0为基准历元的太阳位置计算系统,减小了计算误差,提高了跟踪精度。该跟踪装置是一种能根据不同地理位置和时间自动计算太阳运行参数,通过光电检测构成反馈回路,实现在不同环境下自动跟踪的智能型跟踪装置。     

塔式太阳能电站定日镜场的建模与仿真

塔式太阳能电站腔式吸热器内表面的能流分布特征不仅对于电站控制系统的设计具有一定的指导作用,而且对于整个电站的安全运行具有极其重要的意义。该文以1 MW"大汉"塔式太阳能电站的聚光–吸热系统为研究对象,采用蒙特卡洛光线追迹法,建立了定日镜场的动态仿真模型。根据最终的定日镜场布置,在给定太阳辐射模型下,不仅对春分日腔式吸热器内表面的平均能流密度随时间的变化进行了模拟,同时对不同时刻的腔内能流分布特征进行了分析。结果显示,从镜场聚焦的入射能流主要分布在吸热器背侧和两侧表面。文中所得结论对吸热器的优化、控制系统的设计以及整个系统的安全运行具有一定的参考意义。     

基于太阳敏感器的移动式太阳跟踪控制系统研究

针对移动设备太阳能供电需求问题,开展了高精度移动式太阳跟踪控制系统研究。采用一种新型的大视场、高精度太阳敏感器,基于双轴跟踪方式研制了移动式太阳跟踪装置;并针对移动平台不间断晃动、非直线行驶、转弯导致跟踪不稳、精度降低甚至跟踪目标丢失等问题,结合太阳敏感检测特点,提出了选择性位置式PID跟踪控制策略。对跟踪系统进行了车载试验,结果表明,相比于传统的四象限传感器跟踪,基于太阳敏感器的跟踪系统搜寻视野达120°,精度达±0.5°,具有响应速度快、跟踪精度高、稳定性好、目标丢失后找回快等优点。本文为移动式太阳跟踪提供了一种可靠可行的新方案,该方案稍加改进还可用于高空太阳电池标定等领域。     

一种N+1模块化光伏并网发电系统设计

设计了一种N+1模块式高效率的光伏并网发电系统。整个系统由N+1个功率模块组成。系统采用DSP280X实现空间矢量控制策略、最大功率点跟踪、防孤岛检测等功能。对系统的数字控制原理和模块投入/退出控制方案进行了详细的原理分析,介绍了系统各部分的硬件设计和软件设计流程。最后给出了实验分析结果和各种实验波形,证明N+1模块式设计可提高系统对太阳能的转换,该装置具有较好的实时性、实用性和可靠性。     

位置伺服系统的变结构模型跟踪控制

本文用变结构系统和滑模控制理论对一般位置系统的自适应模型跟踪控制提出了一种新的方法。该控制系统保持了现有自适应模型跟踪系统的优良特性,并能在参考模型阶数低于对象模型的条件下,保证系统输出快速跟踪其模型输出。理论分析和仿真结果表明:该控制方法设计简单,便于在线实现,并能同时应用于半闭环系统和全闭环系统。此外,该控制系统鲁棒性强,能明显改善系统的动态特性。     

太阳能电池按经纬和时间自跟踪控制器设计

为使太阳能电池板保持与太阳光线垂直,以便提高太阳能电池的光电转换效率,设计了基于经纬和时间控制的太阳能电池板自动跟踪控制系统。采用2级控制方式,即利用高度/方位角全跟踪方式进行粗调、利用光照传感器进行细调。由PC计算出当前太阳位置,并将控制信息通过无线装置发送到现场,现场装置以PC计算的数据作为参考,控制步进电机改变电池板的方向,再通过光照传感器对电池板进行进一步的校正,使太阳能电池板始终保持与太阳光线垂直。通过实验分析,这种自动跟踪式电池板比固定式电池板对太阳能的吸收率可提高49.10%,有助于进一步提高能源的利用率。     

光伏发电双轴自动跟踪控制系统的设计

太阳能光伏电池陈列的发电量与光线入射角角度有关,光线与光伏阵列平面垂直时发电量最大。采用太阳自动跟踪的方式,使太阳能电池板始终保持与太阳光垂直,可大大提高光伏阵列的发电量。采用光感跟踪与时间跟踪相结合的方法,设计了全天候太阳方位跟踪控制系统,系统功能包括检测、跟踪控制方式转换及双跟踪方式的控制。该双轴跟踪系统具有结构简单、稳定性好、精度高的特点,具有广阔的应用前景。     

光伏多功能并网逆变器迭代SMC+LADRC电流内环控制策略研究

针对LCL型三电平光伏多功能并网逆变器存在谐波谐振、系统抗干扰能力弱、电流跟踪精度低以及新型配电系统下负荷负载的多变复杂性等问题,设计了一种迭代滑模控制与三阶线性自抗扰控制相结合的电流内环综合控制器。首先,建立d-q坐标系下LCL型三电平逆变器数学模型;其次,设计迭代滑模控制与线性自抗扰控制电流内环控制器,并分析了综合控制器的传递函数、响应速度、跟踪精度和谐波谐振抑制能力;最后,通过仿真验证了文中所提综合控制策略可较好地抑制谐振和电流谐波畸变现象,且电流输出波形质量良好。     

基于超声波电机的太阳能电池板快速自动跟踪系统

设计了一种特殊的结构并推导出一种新型的快速跟踪算法,首先提出了在太阳能电池板跟踪系统中运用超声波电机,并设计出了超声渡电机的驱动装置,进行位置和速度反馈检测.实验结构获得了较好的超声波电机的驱动波形,根据太阳位置获得速度调节波形;根据光电编码器的脉冲数量来输出或停止驱动信号达到位置控制.     

坦克炮控系统自适应模糊滑模控制方法

针对坦克炮控系统这一类非线性和不确定性的复杂对象控制问题,提出一种自适应模糊滑模控制方法.采用滑模控制与模糊逻辑相结合的方法,滑模开关函数的绝对值作为输入组成一维模糊逻辑推理器,它的输出用以在线调整一维模糊控制器的输出增益,依据Lyapunov稳定定理获得最终的控制量.系统中的滑模控制器保证了系统的快速跟踪性能;而模糊控制器抑制了闭环系统的各种扰动,在不牺牲系统鲁棒性的同时达到削弱抖振的目的.从理论上证明了系统的稳定性,并且通过仿真验证了该结果.仿真结果表明,该设计方法大大优于经典设计,而且结构简单,易于设计,为炮控系统实际设计提供了一种可行的方法.