基于NSGA-II的塔式太阳能电站定日镜场调度方案研究

针对目前塔式光热电站定日镜场调度方案存在过度简化、调度目标考虑不周、求解算法与模型不适配等问题,提出了以总能量、均匀度、焦点变化次数为指标的多目标调度模型。在优化定日镜场调度问题数学模型的同时引入焦点变化次数作为评价指标,这样能够反映调度能耗和设备磨损。运用带精英策略的非支配排序多目标遗传算法（NSGA-II）作为调度算法求取问题的Pareto最优解集,然后以加权最大满意度法进行决策得到最终的调度方案。利用我国西部某太阳能电站数据对模型及求解算法进行单次运行和连续运行仿真,仿真结果表明本文方法在单次运行和连续运行中均能保持良好效果,通过与现有调度模型及算法的仿真对比进一步验证了模型的实用价值。     

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。     

定日镜光斑轨迹仿真研究

塔式太阳能光热发电项目中定日镜场的调度与吸热器的耦合是整个项目的核心技术,主要的作用是保证电站的安全正常运行.本文仿真模拟了镜场中不同位置的定日镜在启停调度时在安置位和备用点之间的动作过程中光斑轨迹及与塔的相对位置.为定日镜的安全启停调度提供了理论依据.     

塔式太阳能定日镜聚光策略及其应用仿真

太阳能热发电技术是21世纪解决环境污染和能源危机的有效途径之一。塔式太阳能热发电是大型太阳能发电中最为经济的发电形式。针对塔式热发电中定日镜的聚光问题展开研究,阐述了太阳位置算法、聚光策略以及应用仿真3方面内容。通过仿真,验证了定日镜聚光策略的可行性及实用性。同时,定日镜聚光问题研究为定日镜小型试验系统打下了良好的理论基础。     

基于 OPNET对无线定日镜场的研究

定日镜场是塔式热发电站中最重要的部分,约占总成本的一半以上。而无线传感器网络作为一种前沿的研究领域,一个光热电站采用无线可以减少建设成本和维护成本,为此采用了OPNET对无线传感器网络在定日镜场的应用进行了仿真。     

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.     

太阳能热动力系统单元热管吸热器建模与仿真

通过对太阳能热动力系统单元热管吸热器进行研究,建立了相应的数学模型,给出了数值解法,运用计算流体力学软件Fluent6．1对其进行了仿真,并把仿真结果同实验结果和基本型吸热器进行了对比。仿真结果表明,热管吸热器中热管高效、均匀的传热性能大大缩小了热管和蓄热容器壁温的波动范围,从而提高了吸热器工作的稳定性和可靠性;热管吸热器提高了PCM(相变蓄热材料)利用率,从而减轻了系统的质量;热管吸热器各蓄热容器内的PCM都能同步、均匀的熔化,从而避免热斑现象;热管吸热器各蓄热容器内的PCM能够同时凝固,从而避免热松脱现象。     

塔式太阳能热发电吸热器运行安全性研究

八达岭1MW塔式太阳能腔式吸热器已于2011年8月成功生产出过热蒸汽。由于太阳辐照随时间变化的特点,腔式吸热器各受热面能流密度分布极不均匀。为了研究腔式吸热器的运行安全性,文中根据八达岭1MW塔式太阳能过热型腔式吸热器蒸发受热面的结构形式,建立了7通道蒸发受热面动态仿真数学模型。该模型能够反映不同蒸发受热面工质流量随能流密度变化的规律性,更好地模拟吸热器动态特性。在此基础上,通过仿真实验分析了过热型腔式吸热器运器运行安全性。对于蒸发受热面,最危险的工况是在高负荷时太阳辐照突然增强;对于过热受热面,最危险的工况是,高负荷时汽轮机调节汽门突然关小。     

塔式太阳能热发电站中的定日镜跟踪装置研制

针对塔式太阳能热发电站中定日镜跟踪装置通常采用开环控制方式,存在跟踪精度低、累积误差大等缺点,该文介绍了一种采用双轴传动机构的新型跟踪装置硬件设计、工作原理和控制策略。该装置的控制系统采用开-闭环结合的控制方式,以DSP(TMS320F2812)作为控制器,与发送太阳位置信息和控制命令的监控计算机实时通信。实验结果表明,该跟踪装置设计合理,运行稳定,反应速度快,实时跟踪精度优于3.5 mrad,超调量小于3.2%,实现了定日镜的实时精准跟踪。     

硅基微型静电谐振式直流电场传感器建模与仿真分析

微机电系统(micro-electro-mechanical system,MEMS)电场传感器因其体积小、功耗低、成本低、易于量产等优势在电力系统具有广泛应用前景。以静电式电极共面水平谐振MEMS直流电场传感器为研究对象,针对其驱动单元、运动过程和感应单元,分别建立基于静电力驱动的传感器动力学模型和基于静电感应的敏感结构电学模型,实现了微型电场传感器的多物理场模型集成。所建立的模型可定量表征传感器的输出特性以及相关结构尺寸对传感器性能的影响。通过仿真计算发现,适当减少齿宽与齿间距、增加感应齿长,可以提高该类型传感器的输出电流,进而提高其测量灵敏度。该文的研究成果可为微型电场传感器的设计和性能优化提供参考。     

塔式太阳能热发电全寿命周期成本电价分析

塔式太阳能热发电是全球新能源近年发展的新亮点之一,成本电价高是制约其发展的主要原因。文中给出了塔式太阳能热发电站成本电价计算的全寿命周期模型,并结合建造成本、运营维护成本及发电量的预测,对影响成本电价的因素逐一分析,测算了中国塔式太阳能热发电站的预期成本电价。重点从材料、加工和安装运输3个维度对定日镜成本的变化趋势进行了分析。计算结果表明,成本电价随产能规模、单机装机容量及技术工艺因素的发展而下降,其中产能规模作用最为明显。     

太阳能模拟电加热器的研究

吸热器是碟式太阳能热发电系统的重要部分,它决定着控制系统及发电机输出电能的性能。为了在实验室条件下模拟碟式太阳能热发电系统吸热器的工作情况,综合采用碟式太阳能热发电原理和吸热器技术,设计加工了一种太阳能模拟电加热器,并对其进行了实验研究,得到了较理想的效果,证明了该方法的可行。     

太阳能接收器密封结构设计与应力场三维数值模拟

在槽式直接产蒸汽(directsteam generation,DSG)太阳能热发电系统中,传统接收器的密封装置存在结构复杂、造价昂贵等问题。为解决这些问题,研制了新型法兰机械密封结构,详细介绍了该密封装置的结构。为分析此密封结构的可靠性,利用有限元分析软件ABAQUS的热-力耦合功能,对工作过程中法兰盖板的温度场和应力场进行了数值模拟。分析结果表明,最大的应力变化出现在法兰盖板中心的热影响区,对盖板表面裂纹有主要的影响,最大应力小于材料的许用应力235MPa。     

太阳能光伏电池的建模与仿真

太阳能作为一种新兴的绿色能源,越来越受到人们的重视.光伏电池是太阳能光伏发电系统中的核心部分,因此,光伏电池成为太阳能光伏发电系统研究的主要环节.分析了太阳能电池板的工作原理,利用MATLAB/SIMULINK仿真软件对不同条件下的太阳能电池输出特性进行建模、仿真,仿真结果证明了太阳能电池的非线性.     

碟式太阳能热发电跟踪系统的建模与仿真

以碟式太阳能热发电跟踪执行系统为对象,分别对聚光器方位角和高度角进行数学建模,并利用matlab/Simulink搭建了机电耦合系统的动力学模型。通过对其动态响应特性进行仿真分析,确定本建模方案具有良好的跟踪能力。通过分析负载转动惯量与跟踪系统角速度和角加速度的关系,研究了聚光器及热转换装置作为负载产生的转动惯量对跟踪精度的影响,为硬件电路设计提供了理论依据。     

超高压输电线路铁塔附近地面工频电场仿真分析

根据铁塔实际结构和导线抛物线方程,建立了铁塔附近三维电场计算模型.基于模拟电荷法分析了500 kV输电线路铁塔周围地面上的工频电场分布,分析了铁塔对其附近电场环境的影响,并讨论了影响电场计算结果的因素.研究结果表明:铁塔对其附近地面电场有一定屏蔽作用,电场强度在铁塔下方显著降低且在金属构架处产生畸变;铁塔的影响范围和铁塔高度及塔基尺寸有关;铁塔构架等效半径、线单元剖分段数以及铁塔不同简化模型都会影响计算结果.     

基于特征算法的塔式光热电站镜场云识别技术研究

地表太阳辐照度是塔式光热电站稳定运行的关键影响因素。针对电站镜场云层遮挡会影响地表辐照度数值,带来设备安全与集热量之间的矛盾问题,利用全天空成像仪对镜场上空云层进行实时监测。结合Otsu、Surf和HOG算法,提出颜色、边缘和纹理组合视觉特征算法。根据真实采集云层图像对所提组合算法与单一算法进行准确率对比分析。结果表明,组合算法对各类云状识别准确率远高于单一算法,验证了所提方法的有效性和优越性。