一种用于塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置

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1、一种用于塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置技术领域本发明涉及一种用于塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置。背景技术塔式太阳能热发电站的基本形式是利用独立跟踪太阳的反射镜（也称定日镜）镜群，将阳光聚集到固定在接收塔顶部的集热器上产生高温，加热工质产生过热蒸汽或高温气体，驱动汽轮机发电机组或燃气轮机发电机组发电，从而将太阳能转换为电能。现有的塔式太阳能热发电站一般采用开环控制、闭环控制以及开闭环结合3种跟踪控制方式使其所有定日镜在不同时刻都将太阳光全部反射到集热器。所谓开环控制，指跟踪控制系统根据太阳方位、集热器位置、定日镜位置计算出定日镜将阳光反射至集

2、热器时定日镜镜面的角度，并根据计算结果对定日镜进行调整。虽然上述计算结果非常准确，但是由于定日镜跟踪传动机构在制造和使用过程产生的机械公差，开环控制实际所能达到的精度不高，部分镜面甚至会跟踪失败。所谓闭环控制，一般是在每面定日镜上安装传感器以确定定日镜是否将将阳光反射至集热器，进而对定日镜的角度进行调整，由于传感器成本高，且定日镜数量庞大，这就大大提高了发电站的造价。所谓开闭环结合控制，一般是首先采用上述开环控制方法对定日镜进行初步调整，然后再采用闭环控制方法对定日镜进行精确调整。此外，现有定日镜跟踪控制装置难以控制每个定日镜所反射的太阳光在集热器上的准确

3、位置，当过多阳光反射至集热器上同一位置时，容易造成集热器的局部过热，严重时可能造成集热器的损坏。发明内容发明目的：发明的目的是解决上述问题，为塔式太阳能热发电站提供一种跟踪精度高、能使反射阳光在集热器上合理分布的、成本低的定日镜跟踪控制装置。为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：一种用于塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置，包括若干定日镜，接收定日镜反射太阳光的集热器，所述集热器上设有可拍摄到定日镜反射光图像的摄像头群，摄像头群中的各个摄像头的信号输出端与跟踪控制主机的信号接收端连接。其中，所述的摄像头群是由若干摄像头按照阵列的方式排布而成；

4、所述的摄像头群也可以是由若干摄像头在横向、竖向方向上均匀间隔排布在集热器上中心位置以外的地方。其中，在集热器的外围设有可以拍摄定日镜反射到集热器以外的图像的外围摄像头。本发明的摄像头阵列的每个摄像头分别监控定日镜镜群中每个定日镜是否已将阳光反射至本摄像头，根据每面定日镜所反射阳光被摄像头阵列中所有摄像头接收的情况，跟踪控制主机可以判断出每面定日镜反射的阳光光斑相对于集热器的位置，跟踪控制主机据此调整定日镜的角度，提高了塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪精度，对定日镜跟踪传动机构的精度要求也会进一步降低，从而可以降低发电站的造价；根据定日镜所反射的阳光被摄像头阵

5、列接收的情况，跟踪控制主机可以判断出所有定日镜反射的阳光光斑在集热器上的分布情况，跟踪控制主机据此对定日镜群各个定日镜的角度进行微调，实现光斑在集热器上的均匀分布，避免集热器局部过热，延长了发电站的使用寿命。附图说明图1为本发明的定日镜镜场示意图。图2为本发明的结构示意图。图3为第一种实施例的摄像头阵列示意图。图4为第二种实施例的摄像头阵列示意图。图5为第三种实施例的摄像头阵列示意图。图6为第四种实施例的摄像头阵列示意图。图7为摄像头成像示意图。图8（a）-图8（d）为摄像头阵列与光斑位置示意图。具体实施方式：下面结合附图对本发明做更进一步的解释。如图1、

6、2所示，本发明的用于塔式太阳能热发电站的定日镜跟踪控制装置，包括由若干定日镜1组成的定日镜境群，定日镜1与定日镜跟踪传动机构6相连。定日镜跟踪传动机构6可调整定日镜1将阳光反射到集热器2上时的方位角θ和俯仰角γ。定日镜跟踪控制装置还包括接收定日镜1反射太阳光的集热器2，集热器2安装在接收塔7上；所述集热器2上设有可拍摄到定日镜1反射光图像的摄像头群，摄像头群中的各个摄像头3的信号输出端与跟踪控制主机4的信号接收端连接。在集热器2上设有由若干摄像头3组成的摄像头群，集热器2四周也设有多个外围摄像头5。摄像头群中的各个摄像头3以及各个外围摄像头5的视频信号输出

7、端与跟踪控制主机4的视频信号接收端连接，跟踪控制主机4通过通讯网络9与各个定日镜跟踪传动机构6连接，跟踪控制主机4可通过通讯网络9向各个定日镜跟踪传动机构6发出调整定日镜1方位角θ和俯仰角γ的指令。跟踪控制主机4采用内置多路视频采集卡、中央处理器、易失和非易失存贮器、网络通讯接口的工业控制计算机。跟踪控制主机4负责摄像头群中各摄像头3以及外围摄像头5的视频图像的采集和处理、各个定日镜反射阳光位置判断、各个定日镜跟踪传动机构6的方位角θ和俯仰角γ调整量计算、发出各个定日镜跟踪传动机构6的方位角θ和俯仰角γ调整指令等工作。通讯网络9采用RS485有线通讯网络或

8、Zigbee无线通讯网络，连接跟踪控制主机4和各个定日镜跟踪传动机