塔式太陽能熱發電系統的定日鏡精度動態校驗方法與系統技術方案

本發明專利技術提供了一種塔式太陽能熱發電系統的定日鏡精度動態校驗方法與系統，該方法具體為對鏡場中的光斑成像裝置設置光斑校驗位置軌跡，并將光斑校驗位置軌跡轉化為對應的定日鏡轉角軌跡，并據此控制定日鏡的轉動，在定日鏡轉動過程中，光斑采集裝置實時采集光斑成像裝置上的光斑圖像，并實時發送給圖像處理裝置進行實時處理，識別出定日鏡光斑實際運動軌跡，并將光斑的實際運動軌跡與設定的理論運動軌跡對應起來，結合定日鏡位置信息計算出被校驗定日鏡的精度，精度達到設定值則校驗通過，該方法及系統突破了定日鏡精度靜態校驗的觀念，通過對動態定日鏡光斑的識別和處理來計算定日鏡精度，可有效提高定日鏡校驗效率及結果的準確性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及太陽能熱發電領域，尤其涉及一種用于塔式太陽能熱發電系統的定日鏡精度動態校驗方法與系統。
技術介紹
塔式太陽能熱發電系統利用實時跟蹤太陽的定日鏡將太陽光反射到塔架上的吸熱器，通過加熱其內的吸熱工質產生高溫高壓蒸汽驅動汽輪發電機組發電。定日鏡場是塔式太陽能熱發電系統的重要組成部分，定日鏡場通常由成千上萬面定日鏡組成。由于定日鏡機械結構在生產、安裝過程中存在一定的偏差，在定日鏡安裝完成之初難以準確將太陽光線反射到吸熱器上，因此需要對定日鏡進行校正(校正，即利用光斑采集裝置采集光斑成像裝置上的太陽光斑樣本，并通過圖像處理算法等進行處理分析，進而不斷減小跟蹤誤差的過程)，并定期對定日鏡進行校驗(校驗，即判斷定日鏡精度的過程)，但由于定日鏡數量較多且狀態各異，定日鏡校驗過程難免會受到干擾，因此，如何科學、高效地完成定日鏡精度校驗成為亟需解決的難題。傳統的定日鏡精度校驗方法多基于靜態光斑識別技術，該校驗方法適用于鏡場規模小、鏡場形制簡單、定日鏡狀態單一、對校驗效率要求不高的情況，但對于大規模、形制復雜的鏡場，若采用靜態校驗法，不僅校驗效率低，而且由于鏡場中定日鏡狀態各異，校驗過程易受非校驗狀態定日鏡的干擾，因此校驗結果的準確性及可靠性也無法得到保證。
技術實現思路
為了克服現有技術的缺陷，本專利技術提供了一種塔式太陽能熱發電系統的定日鏡精度動態校驗方法與系統，該方法及系統突破了定日鏡精度靜態校驗的觀念，通過對動態定日鏡光斑的識別和處理來計算定日鏡精度，可有效提高定日鏡精度校驗效率及校驗結果的準確性。本專利技術的技術方案如下 一種塔式太陽能熱發電系統的定日鏡精度動態校驗方法，包括以下步驟 步驟I:設置以下定日鏡精度校驗裝置，包括 定日鏡，用于跟蹤并反射太陽光，是該定日鏡精度動態校驗的被校驗對象； 光斑成像裝置，用于形成太陽光斑圖像； 光斑采集裝置，用于采集太陽光斑圖像； 圖像處理裝置，用于處理光斑采集裝置采集到的太陽光斑圖像，其中，由定日鏡反射太陽光在光斑成像裝置形成的太陽光斑圖像，通過光斑采集裝置采集并傳輸至該圖像處理裝置進行分析處理； 鏡場控制子系統，用于根據預先設定的定日鏡光斑校驗軌跡對定日鏡轉角軌跡進行計算，并進而控制定日鏡轉動，以及對圖像處理裝置的圖像數據處理結果進行讀取，并結合所述預先設定的定日鏡光斑校驗軌跡計算定日鏡精度；步驟2:光斑校驗軌跡設置。在光斑校驗軌跡設置時，需要對鏡場中不同的光斑成像裝置分別設置各自的光斑校驗軌跡。光斑校驗軌 跡需滿足以下要求第一軌跡具備可實現性；第二 軌跡具備可區分性。可實現性是指針對每一光斑成像裝置設置的光斑校驗軌跡需在其將要校驗的所有定日鏡的光斑運動范圍之內，通過對被校驗定日鏡進行控制，理論上可以使其在光斑成像裝置上形成與設定校驗軌跡相同的光斑運動軌跡；可區分性是指校驗光斑的運動軌跡具有區別于干擾光斑或其余光斑成像裝置所屬光斑的明顯特征，圖像處理裝置能夠從校驗時間段內所有經過光斑成像裝置上的光斑軌跡中識別出被校驗定日鏡的光斑，以避免干擾光斑或者其余光斑成像裝置所屬光斑的影響； 步驟3 :定日鏡運動控制。由于每個光斑成像裝置所設置的光斑校驗軌跡各不相同，被校驗定日鏡的運動特性也存在差異，因此要實現多面定日鏡并行校驗，需要分別對每一面被校驗定日鏡單獨進行運動控制。在單鏡的運動控制中，首先將光斑的位置軌跡轉化為與其對應的定日鏡轉角軌跡，由計算機等控制端將定日鏡轉角軌跡下發給被校驗定日鏡，并對定日鏡的轉動進行控制； 步驟4 :被校驗光斑識別。在被校驗定日鏡的轉動過程中，光斑采集裝置實時采集光斑成像裝置上的光斑圖像，并實時發送給圖像處理裝置，圖像處理裝置接收到圖片數據后對其進行實時處理。當被校驗定日鏡按照設定軌跡完成轉動后，圖像處理裝置對校驗時間段內所有的圖像處理結果進行分析和處理，擬合出這一時間段內所有經過光斑成像裝置的光斑的運動軌跡，將擬合出的光斑運動軌跡逐一與該光斑成像裝置設置的光斑校驗軌跡進行匹配，識別出定日鏡光斑實際運動軌跡； 步驟5 :定日鏡精度計算及判斷。定日鏡校驗精度的計算需要兩類數據光斑實際運動軌跡與光斑理論運動軌跡。光斑的實際運動軌跡可通過步驟4得到，而其理論運動軌跡即步驟2中設定好的光斑校驗軌跡，通過時間信息將兩條軌跡對應起來可得到任一時刻光斑實際位置與光斑理論位置信息，結合定日鏡位置信息即可計算出被校驗定日鏡的精度。定日鏡精度達到設定值時，則判斷為校驗通過，否則定日鏡進入校正狀態。一種塔式太陽能熱發電系統的定日鏡精度動態校驗系統，包括 定日鏡，用于跟蹤并反射太陽光，是精度校驗系統中的被校驗對象； 光斑成像裝置，用于形成太陽光斑圖像； 光斑采集裝置，用于采集太陽光斑圖像； 圖像處理裝置，用于處理光斑采集裝置采集到的太陽光斑圖像，由定日鏡反射的太陽光在光斑成像裝置形成太陽光斑圖像之后，通過光斑采集裝置采集所述太陽光斑圖像，并將采集的太陽光斑圖像傳輸至圖像處理裝置進行分析處理；一個圖像處理裝置對一個或多個光斑采集裝置采集到的圖像數據分別進行處理；· 鏡場控制子系統，包括 定日鏡轉動控制模塊，其根據設定的光斑校驗軌跡對定日鏡轉角軌跡進行計算，并進而控制定日鏡轉動；一個定日鏡轉動控制模塊控制一面或多面定日鏡的轉動； 定日鏡精度計算模塊，其對圖像處理裝置的圖像數據處理結果進行讀取，并結合所述設定的定日鏡光斑校驗軌跡計算定日鏡精度，具體地，可利用計算機等控制端控制定曰鏡轉動，以及對圖像處理裝置的圖像數據處理結果進行讀取，結合定日鏡位置信息計算定日鏡精度。本專利技術定日鏡精度動態校驗系統包括多個定日鏡校驗機構，每個定日鏡校驗機構包括光斑成像裝置及光斑采集裝置各一個，光斑成像裝置與光斑采集裝置一一對應。定日鏡精度動態校驗系統還包括圖像處理裝置及計算機控制端，但不必為每個定日鏡校驗模塊都單獨配置一個計算機控制端和一個圖像處理裝置，一個計算機控制端可以通過設置多個定日鏡轉動控制線程實現對多面定日鏡的轉動控制；同樣，一個圖像處理裝置也可以通過設置多個圖像處理線程對多個光斑采集裝置采集到的圖像數據分別進行處理。各定日鏡精度動態校驗機構并行、獨立工作，且在任一工作時刻任一機構只負責一面定日鏡的校驗工作，因此鏡場中有多少個定日鏡精度動態校驗機構就可以同時對多少面定日鏡進行校驗。與現有技術相比，本專利技術存在以下有益效果 第一，本專利技術允許鏡場中多個定日鏡精度校驗機構同時工作，因此可大大提高鏡場校驗效率； 第二，本專利技術所提供方法基于動態光斑識別，相對于傳統靜態光斑校驗方法避免了光斑到位停止、靜態位置讀取等工作，節約了單個定日鏡的校驗時間，提高了校驗速度； 第三，本專利技術所提供方法采取光斑運動軌跡匹配的光斑識別方式，避免了干擾光斑或其他光斑成像裝置所屬光斑對校驗的干擾，因此不但可有效提高校驗結果準確性及可靠性，同時可放寬校驗過程中對鏡場中并行業務的限制。綜上所述，本專利技術突破了定日鏡精度靜態校驗的觀念，解決了多面定日鏡同時進行精度校驗的問題，有效避免了定日鏡精度校驗過程中非校驗狀態定日鏡對校驗結果的影響，解除了定日鏡精度校驗業務與其他業務的沖突，極大地提高了定日鏡精度校驗的效率和校驗結果的準確性。附圖說明圖I為本專利技術實施例的塔式太陽能熱發電系統的定本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種塔式太陽能熱發電系統的定日鏡精度動態校驗方法，其特征在于，包括以下步驟：步驟1：設置定日鏡精度動態校驗系統，該系統包括：定日鏡，用于跟蹤并反射太陽光，是該定日鏡精度動態校驗的被校驗對象；光斑成像裝置，用于形成太陽光斑圖像；光斑采集裝置，用于采集太陽光斑圖像；圖像處理裝置，用于處理光斑采集裝置采集到的太陽光斑圖像，其中，由定日鏡反射太陽光在光斑成像裝置形成的太陽光斑圖像，通過光斑采集裝置采集并傳輸至該圖像處理裝置進行分析處理；鏡場控制子系統，用于根據預先設定的定日鏡光斑校驗軌跡對定日鏡轉角軌跡進行計算，并進而控制定日鏡轉動，以及對圖像處理裝置的圖像數據處理結果進行讀取，并結合所述預先設定的定日鏡光斑校驗軌跡計算定日鏡精度；步驟2：光斑校驗軌跡設置，對鏡場中不同的光斑成像裝置分別設置各自的光斑校驗軌跡，所述光斑校驗軌跡具有區別于干擾光斑或其余光斑成像裝置所屬光斑的明顯特征；步驟3：定日鏡運動控制，通過所述鏡場控制子系統將步驟2設置的光斑校驗軌跡轉化為與其對應的定日鏡轉角軌跡，并將定日鏡轉角軌跡下發給被校驗定日鏡，根據上述定日鏡轉角軌跡控制定日鏡的轉動；步驟4：被校驗光斑識別，在被校驗定日鏡的轉動過程中，光斑采集裝置實時采集光斑成像裝置上的光斑圖像，并實時發送給圖像處理裝置，圖像處理裝置接收到圖片數據后對其進行實時處理，當被校驗定日鏡按照設定軌跡完成轉動后，圖像處理裝置對校驗時間段內所有的圖像數據處理結果進行分析和處理，擬合出這一時間段內所有經過光斑成像裝置的光斑的運動軌跡，將擬合出的光斑運動軌跡逐一與步驟2中該光斑成像裝置設置的光斑校驗軌跡進行匹配，識別出定日鏡光斑實際運動軌跡；步驟5：定日鏡精度計算及判斷，由鏡場控制子系統通過時間信息將步驟4所得光斑的實際運動軌跡及步驟2所設定的光斑校驗軌跡對應起來得到任一時刻光斑實際位置與光斑理論位置信息，結合定日鏡位置信息計算出被校驗定日鏡的精度，定日鏡精度達到設定值時，則判斷為校驗通過，否則定日鏡進入校正狀態。...

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：劉志娟，宓霄凌，游瑞，胡中，徐能，
申請(專利權)人：浙江中控太陽能技術有限公司，
類型：發明
國別省市：