基于复合控制的塔式太阳能跟踪控制装置设计

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1、基于复合控制的塔式太阳能跟踪控制装置设计摘要：针对塔式太阳能热发电站中定FI镜跟踪装置的跟踪精度不高、构建成本较大等问题，提出采用将遗传算法的选择机制与吸热塔能量变化的反馈机制相结合的方式对光热电站的太阳能跟踪控制系统进行改进.在光热电站的少数几台定日镜上配备光电检测元件，并以其控制角度为基准控制其他定日镜的角度调整.采用DSP(digitalsignalprocessing)为控制核心，完成了跟踪控制器的通讯框架及控制系统的硬件电路设计.实验表明，该力*案在保证光热电站整体控制精度的基础上，减少了光电检测元件安装数量和电站构建成本，并保证了视H轨迹跟踪控制时的自动调整能力.关键词：塔式太

2、阳能发电；定日镜；遗传算法；控制系统结构；电路设计中图分类号：TP27文献标志码：A文章编号：1008-8857(2016)03-0125-06Abstract：Withtheproblemsoflowtrackingaccuracyandhighconstructioncostoftheheliostattrackerinthesolarthermalpowertower,thecombinationoftheselectionmechanismofgeneticalgorithmandthefeedbackmechanismofenergychangesintheheatabsorpt

3、iontowerwasproposedtoimprovethetrackingcontroller.Optoelectronicsensorswereequippedinafewofheliostats.Basedonthesehcliostatcontrolangles,theanglesoftheotherheliostatswereadjusted.ThecommunicationframeworkandthecircuitoftrackingcontrollerweredesignedusingDSPasthecontrolcore.Experimentalresultsshowe

4、dthattheproposedsolartrackingcontrollercouldreducethenumberofoptoelectronicsensorandtheconstructioncostofsolarthermalpowerplantwithoutreducingtheoverallcontrolprecisionofthesolarthermalpowertower.Atthesametime,thecontrolsystemhadtheabilityofautomaticadjustmentwhenitstrackingcontroldependedonthetra

5、jectoryofthesun.Keywords：solarpowertower；hcliostat；geneticalgorithm；structureofcontrolsystem；circuitdesign在光热发电领域屮采用太阳能跟踪控制方式是提高定日镜接收率的最冇效途径之一［1］.目前采用的太阳能跟踪控制冇多种控制方式，如气动式、压差式、电控式等［2］.在如何提高单个定H镜跟踪精度方面已取得很多成果［3］,但是对于大规模光热电站中数目众多的定日镜的整体控制还没有成熟的方案［4］.若仅采用光电检测式跟踪控制，虽然具有较高的精度，但高昂的成本使其离商业化运行还有差距［5］;而属于开环

6、控制的视日轨迹跟踪控制虽然有着很好的跟踪稳定性［6］，但其缺乏自动调整能力［7］，使得其整体跟踪精度不高，导致太阳能的整体利用率较低.为了不增加定日镜数目并保证光热电站定日镜的整体控制精度，采用遗传算法对太阳能跟踪控制策略进行改进.文献［8-9］基于单片机技术，研宄了满足复合控制功能要求的太阳能跟踪控制装置.在此基础上，本文对控制系统的结构进行了优化设计，并完成了高精度控制器的硬件电路设计.在保证光热电站整体发电效率的同时，大大减少了光电检测元件的安装数量，使复合控制与大规模光热电站定日镜跟踪控制能更好地结合.1控制系统结构设计本文采用基于遗传算法改进的复合控制方案[10].光热电站中设置

7、光电基准型和受控型两种类型定日镜.光电基准型定日镜通过光电检测跟踪和视F1轨迹跟踪确定定FI镜最佳接收角度，受控型定円镜根据光电基准型定日镜的最佳角度形成域值范围，并在此范围内采用遗传算法进行调整.光热电站屮光热基准型定日镜数量记为n，受控型定H镜数量记为m.在控制系统的通信框架中，以n台光电基准型定日镜为主站，在分站1、2、3内设置多台PC机从站，光电基准型定日镜与分站通信方式为多主对多从，采用CAN总线的通信模式完成