本發明專利技術公開了一種用于塔式太陽能熱電站的定日鏡分區控制系統，用于對塔式太陽能熱電站的鏡場中的定日鏡裝置進行分區控制，包括主控機、區控機以及定日鏡控制器；其中，主控機用于控制和管理鏡場中所有的定日鏡裝置；區控機至少有一臺，每一臺區控機根據主控機所發出的控制命令控制所在分區下所有的定日鏡控制器；定日鏡控制器至少有一臺，每臺定日鏡裝置配置一臺定日鏡控制器，定日鏡控制器根據區控機所發出的控制命令控制定日鏡裝置。本發明專利技術提供了一種用于對大規模塔式電站鏡場中數量眾多的定日鏡進行實時控制的控制系統，結構靈活，可靠性高，有利于塔式電站的推廣與應用。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及ー種分區控制系統，特別涉及用于塔式太陽能熱電站的定日鏡分區控制系統。
技術介紹
太陽能熱發電技術(英文名Concentrating Solar Power,簡稱CSP)利用大面積的鏡面將太陽輻射能量反射到集熱器上，集熱器將太陽輻射能轉換成熱能，并通過熱カ循環過程進行發電。作為太陽能大規模發電的重要方式，太陽能熱發電具有一系列明顯優點。首先，其全生命周期的碳排放量非常低，根據國外研究僅有18g/kWh。另外，該技術在現有太陽能發電技術中成本最低，更易于迅速實現大規模產業化。此外，太陽能熱發電還具有非常強的與現有火電站及電網系統的相容性優勢。太陽能熱發電技術主要有以下四種槽式太陽能熱發電、塔式太陽能熱發電、碟式太陽能熱發電和菲涅爾式太陽能熱發電。塔式太陽能熱發電系統采用多個平面反射鏡來會聚太陽光，這些平面反射鏡稱為定日鏡。許多定日鏡分布在塔的周圍，組成龐大的定日鏡場，同時把太陽光反射到接收器上，接收器安裝在高塔上，其聚光面積非常大，也可以把它看成一個龐大的成像聚光太陽能集熱器，所以塔式太陽能集熱裝置聚光比很高，接收器工作溫度可以達千度以上。相比上述其他三種光熱發電技術，塔式太陽能熱發電不需要長距離管道傳輸系統，熱能損失減小，系統效率高，同時便于儲存熱量。塔式的工作介質可用空氣、水或水蒸氣以及熔鹽等。定日鏡裝置是塔式太陽能熱發電技術的重要部件，由定日鏡鏡面、驅動裝置、控制模塊和支架等結構組成，用于將太陽光反射聚焦到吸熱塔的集熱器上。為使太陽輻射能量集中于集熱器上的中心點，要求定日鏡具備高反射率和高定日精度，這需要有定日鏡控制系統實現對定日鏡的定日跟蹤進行高精度的監測和控制。例如，申請號為200920149305. 3、名稱為《一種定日鏡自動控制系統》的中國專利申請中公開了ー種定日鏡自動控制系統，包括上位機和與之相連并通過其控制的PLC可編程序控制器，控制定日鏡在俯仰方向和方位方向上進行雙軸轉動及移動。目前，在建或已建的大規模塔式太陽能熱發電電站的發電能力均已達到10麗級以上。比如，2009年投入使用的西班牙PS20電站具有20MW的發電能力，裝備1，255臺定日鏡，每一臺定日鏡的鏡面面積達120平方米。而美國在建的世界上最大塔式電站ISEGS設計裝機容量高達392MW，占地14. 6平方公里，將安裝多達173,000臺定日鏡，將陽光聚焦到一個大約137米高的太陽能塔上。在這些大規模塔式電站中，要精確控制每臺定日鏡，需要對每臺定日鏡的跟蹤狀態和數據進行大量的實時通信和計算，例如每臺定日鏡的定日跟蹤狀態、目標點位置、電機故障信息等實時信息。只有同時實現對這些數量眾多的定日鏡的精確控制，保證整個系統的實時性和精確性，才能確保塔式電站的長時間穩定運行，這就對定日鏡控制系統提出了很高的要求。但相應的，這也會推高定日鏡控制系統的成本。同時，大規模塔式電站的鏡場設計和布置也日趨復雜，某些塔式電站甚至會采用多塔結構，也要求有支持類似復雜結構的定日鏡控制系統。在保證定日鏡控制系統基本功能得以實現的基礎上，如何降低成本已經成為光熱發電領域一個迫切需要解決的問題。
技術實現思路
本專利技術的目的是針對目前塔式光熱電站定日鏡跟蹤控制技術的ー些不足之處，提供一種低成本、可靠、高效的塔式光熱電站定日鏡分區控制系統。為了實現上述目的，本專利技術提供一種用于塔式太陽能熱電站的定日鏡分區控制系統，用于對塔式太陽能熱電站的鏡場中的定日鏡裝置5進行分區控制，包括主控機1、區控機3以及定日鏡控制器4;其中，所述的主控機I用于控制和管理鏡場中所有的定日鏡裝置5 ；所述的區控機3至少有一臺，每一臺區控機3根據所述的主控機I所發出的控制命令控制所在分區下所有的定日鏡控制器4 ；所述的定日鏡控制器4至少有一臺，每臺定日鏡裝置5配置一臺定日鏡控制器4，定日鏡控制器4根據所述的區控機3所發出的控制命令控制定日鏡裝置5。上述技術方案中，還包括數據存儲2 ;所述的數據存儲2用于記錄和存儲有關定日鏡裝置5的數據信息。上述技術方案中，所述的主控機I包括定日鏡跟蹤控制模塊、定日鏡管理模塊、分區管理模塊和系統管理模塊等；其中，所述的定日鏡跟蹤控制模塊用于控制定日鏡裝置5的對日跟蹤，能夠支持自動控制和手動控制；所述的定日鏡管理模塊用于對定日鏡裝置5進行單獨管理，包括時間同步、將定日鏡裝置5歸位以及清洗定日鏡裝置5在內的維護操作；所述的分區管理模塊用于對定日鏡分區進行管理，能夠同時對ー個分區內的所有定日鏡裝置5進行統一管理；所述的系統管理模塊用于對系統信息和用戶權限在內的系統操作進行管理。上述技術方案中，所述的區控機3包括定日鏡跟蹤控制模塊、定日鏡管理模塊；其中，所述的定日鏡跟蹤控制模塊存儲有所在分區內所有的定日鏡裝置5的包括經緯度地理參數、集熱器目標位置在內跟蹤參數，根據太陽運行的天文公式實時計算定日鏡裝置5的運行結果，將相應的控制命令發送給所述的定日鏡控制器4，再由所述的定日鏡控制器4控制定日鏡裝置5完成定日跟蹤動作；所述的定日鏡管理模塊用于對區控機3所在分區內的定日鏡裝置5進行統一管理。上述技術方案中，所述的定日鏡控制器4包括就地控制模塊、網絡通信接ロ、控制芯片；其中，所述的就地控制模塊用于直接對定日鏡裝置5進行手動控制；所述的網絡通信接ロ用干與所述區控機3進行通信；所述的控制芯片用于接收來自區控機3的控制命令，控制定日鏡裝置5來實現定日鏡的驅動和跟蹤。上述技術方案中，位置相近并且跟蹤參數一致的多臺定日鏡裝置5組成ー個分區，由一臺區控機3控制，便于進行統ー管理。上述技術方案中，在以塔式太陽能熱電站中的吸熱塔為圓心的半徑方向上處于同一列且水平方向控制參數一致的多個定日鏡裝置5組成ー個分區。上述技術方案中，在以塔式太陽能熱電站中的吸熱塔為圓心的同心圓圓弧上處于同一行且俯仰方向上的控制參數一致的多個定日鏡裝置5組成ー個分區。本專利技術的優點在于本專利技術采用主控和區控的多層控制結構，由定日鏡及相關軟硬件構成ー個有機整體，能夠實現對多達幾千面定日鏡的高精度跟蹤控制和管理，經實際測試，高效、穩定、可靠、使用方便，為實現大規模電站建設積累了寶貴的技術基礎。另外，本專利技術能夠靈活地適應擁有任意數量定日鏡的鏡場控制以及單塔多塔光場結構，給定日鏡控制、定日鏡網絡拓撲和光場設計帶來很好的弾性。附圖說明圖1是本專利技術的定日鏡分區控制系統在ー個實施例中的結構示意圖；圖2是ー個實施例中按扇形布局分區的單塔鏡場示意圖；圖3是ー個實施例中的主控機控制流程圖。 圖面說明I主控機2數據存儲 3區控機4定日鏡控制器5定日鏡裝置6吸熱塔7定日鏡單元 8 一列定日鏡單元具體實施例方式現結合附圖對本專利技術進行詳細描述。圖1為本專利技術所述的塔式電站定日鏡分區控制系統在ー個實施例中的結構示意圖。該分區控制系統用于對塔式電站的定日鏡鏡場中的各個定日鏡進行控制。如圖所示，該分區控制系統包括主控機1、區控機3、數據存儲模塊2以及定日鏡控制器4，其中，所述的主控機I有一臺，用于控制和管理鏡場中所有的定日鏡裝置5;所述定日鏡鏡場中的所有定日鏡被分為若干個分區，一臺區控機3用于對其中ー個分區中的定日鏡控制器4進行控制；所述定日鏡控制器4用于控制定日鏡裝置5，每臺定日鏡裝置5配置一臺定日鏡控制器4 ；所述的數據存儲模塊2用于存儲本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種用于塔式太陽能熱電站的定日鏡分區控制系統，其特征在于，用于對塔式太陽能熱電站的鏡場中的定日鏡裝置(5)進行分區控制，包括主控機(1)、區控機(3)以及定日鏡控制器(4)；其中，所述的主控機(1)用于控制和管理鏡場中所有的定日鏡裝置(5)；所述的區控機(3)至少有一臺，每一臺區控機(3)根據所述的主控機(1)所發出的控制命令控制所在分區下所有的定日鏡控制器(4)；所述的定日鏡控制器(4)至少有一臺，每臺定日鏡裝置(5)配置一臺定日鏡控制器(4)，定日鏡控制器(4)根據所述的區控機(3)所發出的控制命令控制定日鏡裝置(5)。
【技術特征摘要】
1.一種用于塔式太陽能熱電站的定日鏡分區控制系統，其特征在于，用于對塔式太陽能熱電站的鏡場中的定日鏡裝置(5)進行分區控制，包括主控機(I)、區控機(3)以及定日鏡控制器⑷；其中， 所述的主控機(I)用于控制和管理鏡場中所有的定日鏡裝置(5)； 所述的區控機(3)至少有一臺，每一臺區控機(3)根據所述的主控機(I)所發出的控制命令控制所在分區下所有的定日鏡控制器(4)； 所述的定日鏡控制器(4)至少有一臺，每臺定日鏡裝置(5)配置一臺定日鏡控制器(4)，定日鏡控制器(4)根據所述的區控機(3)所發出的控制命令控制定日鏡裝置(5)。2.根據權利要求1所述的用于塔式太陽能熱電站的定日鏡分區控制系統，其特征在于，還包括數據存儲(2);所述的數據存儲(2)用于記錄和存儲有關定日鏡裝置(5)的數據信息。3.根據權利要求1或2所述的用于塔式太陽能熱電站的定日鏡分區控制系統，其特征在于，所述的主控機(I)包括定日鏡跟蹤控制模塊、定日鏡管理模塊、分區管理模塊和系統管理模塊等；其中， 所述的定日鏡跟蹤控制模塊用于控制定日鏡裝置(5)的對日跟蹤，能夠支持自動控制和手動控制； 所述的定日鏡管理模塊用于對定日鏡裝置(5)進行單獨管理，包括時間同步、將定日鏡裝置(5)歸位以及清洗定日鏡裝置(5)在內的維護操作； 所述的分區管理模塊用于對定日鏡分區進行管理，能夠同時對一個分區內的所有定日鏡裝置(5)進行統一管理； 所述的系統管理模塊用于對系統信息和用戶權限在內的系統操作進行管理。4.根據權利要求1或2所述的用于塔式太陽能熱電站的定日鏡分區控制系統，其特征在于，所述的區...
【專利技術屬性】
技術研發人員：姚志豪，羅田唯，
申請(專利權)人：首航節能光熱技術股份有限公司，
類型：發明
國別省市：
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