CN102945049A - 一种基于镜间关联特征参数设计的定日镜子群 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于镜间关联特征参数设计的定日镜子群，依据镜场的布局建立定日镜间的函数关系；根据定日镜镜间的函数关系确定定日镜子群的分布设计方法；利用定日镜子群的分布设计方法将镜场定日镜进行分组；将分组的定日镜通过控制系统记录每组定日镜子群中每台定日镜跟踪投射太阳光斑的运行轨迹，根据数据分析，再次完善镜场定日镜子群的分布设计方法，每组定日镜子群中呈现线性规律的定日镜所在组群保持不变，呈现非线性规律的定日镜从该组群中分配出来归类于其它群组中。本发明改善了镜场控制系统中通讯技术的配置性能以及装置成本，提高了镜场控制与调度系统的有效配置与良好运行，从而在保证镜场系统控制精度的条件下，减少了镜场控制系统的通讯量。

Description

一种基于镜间关联特征参数设计的定日镜子群

技术领域

本发明属于太阳能应用领域，具体涉及一种基于镜间关联特征参数设计的定日镜子群。

背景技术

塔式太阳能集热系统的镜场部分由众多定日镜组成，其中镜场控制与调度系统中的通讯技术是关键技术之一；其功能设计、配置性能以及装置成本直接关系到镜场控制与调度系统的有效配置与良好运行。现有技术中，主要采用分群方法对镜场中定日镜进行控制与调度。其中已明确提出的分群方法是：以集热塔为中心向外射线方向规律排列的一列定日镜定为一个子群。并采用单个驱动机构驱动该子群中各定日镜的俯仰运动，使得俯仰角跟踪步调趋近一致。但这种分群控制技术会大大降低定日镜反射光斑的投射精度，且严重影响系统的可靠性。另外，在其它控制方式中未提出明确的定日镜群分组控制方案，由于镜场中每个定日镜的跟踪模型各不相同，需实时向各定日镜逐一分别发送单独的控制指令，这种技术虽保证了控制精度，却造成了系统通讯量变的很大，使通讯系统不稳定、可靠性下降的重要因素，且会延缓整个系统的反应速度。

发明内容

本发明针对现有技术之不足，提供一种基于镜间关联特征参数设计的定日镜子群。

本发明按照以下方案实现：

一种基于镜间关联特征参数设计的定日镜子群，依据镜场的布局建立定日镜间的函数关系；根据定日镜镜间的函数关系确定定日镜子群的分布设计方法；利用定日镜子群的分布设计方法将镜场定日镜进行分组；将分组的定日镜通过控制系统记录每组定日镜子群中每台定日镜跟踪投射太阳光斑的运行轨迹，根据数据分析，再次完善镜场定日镜子群的分布设计方法，每组定日镜子群中呈现线性规律的定日镜所在组群保持不变，呈现非线性规律的定日镜从该组群中分配出来归类于其它群组中；

所述定日镜子群分布设计方法由下式表示：

$x_{\mathrm{ij}}=(L+x_{11})\×\cos \left((j-1)\frac{P\×\mathrm{\θ}}{D}\right);$

(i=1，2，…，n)

(i=1，2，…，n)

$y_{\mathrm{ij}}=(L+x_{11})\×\sin \left((j-1)\frac{P\×\mathrm{\θ}}{D}\right);$

$L=\sqrt{a^2+b^2-{(a_1-x_{11})}^2-{b_1}^2};$

$a_1=x_{11}-\frac{a^2+b^2}{{8x}_{11}};$

$b_1=\±\sqrt{{x_{11}}^2-{(x_{11}-\frac{a^2+b^2}{{8x}_{11}})}^2};$

其中，x_ij表示镜场中第i圆弧上第j个定日镜的横坐标；

y_ij表示镜场中第i圆弧上第j个定日镜的纵坐标；

x₁₁表示定日镜子群中第1圆弧上第1个定日镜的横坐标；

L表示直线上相毗邻定日镜间距；

a，b分别表示定日镜的长度和宽度；

θ表示圆弧上相毗邻定日镜之间的夹角；

当i为奇数时，D=1，P分别取1，2，3，…，n；当i为偶数时，D=2，P分别取1，3，5，…，2n-1；

所述再次完善定日镜子群是对所述的定日镜子群分布设计方法的验证；

将镜场中位于奇数圆弧上的定日镜划分为一组定日镜子群，位于偶数圆弧上的定日镜划分为另一组定日镜子群；

本发明的有益效果：

1)本发明改善了镜场控制系统中通讯技术的配置性能以及装置成本；

2)本发明提高了镜场控制与调度系统的有效配置与良好运行；

3)本发明通过设计一种镜场定日镜子群分布设计方法即保证了镜场系统的控制精度，也减少了镜场控制系统的通讯量；

附图说明

图1是本发明定日镜子群分布示意图；图中：H11～Hn1以及H11～H1n表示定日镜。

具体实施方式

如附图1所示，一种基于镜间关联特征参数构建设计的定日镜子群图1表示一种定日镜场布局定日镜子群分布设计图，按照定日镜子群分布设计方法，上图中的定日镜H11、H31、…、Hn1且H11～H1n、H31～H3n、…、Hn1～Hnn为一组定日镜子群，H11为基准定日镜；定日镜H21、H41、…、Hn-11且H21～H2n、H31～H3n、…、Hn-11～Hn-1n-1为另一组定日镜子群，H21为基准定日镜；

基准定日镜H21的位置是由基准定日镜H11的位置确定的；定日镜子群(H11、H31、…、Hn1；H11～H1n、H31～H3n、…、Hn1～Hnn)和(H21、H41、…、Hn-11；H21～H2n、H31～H3n、…、Hn-11～Hn-1n-1)通过计算机系统记录每组定日镜子群中每台定日镜跟踪投射光斑的运行轨迹，再次完善镜场定日镜子群的分布设计方法，每组定日镜子群中呈现线性规律的定日镜所在组群保持不变，呈现非线性规律的定日镜从该组群中分配出来放到另外群组中。

定日镜子群分布设计方法由下式计算而得出：

$x_{\mathrm{ij}}=(L+x_{11})\×\cos \left((j-1)\frac{P\×\mathrm{\θ}}{D}\right);$

(i=1，2，…，n)

(i=1，2，…，n)

$y_{\mathrm{ij}}=(L+x_{11})\×\sin \left((j-1)\frac{P\×\mathrm{\θ}}{D}\right);$

$L=\sqrt{a^2+b^2-{(a_1-x_{11})}^2-{b_1}^2};$

$a_1=x_{11}-\frac{a^2+b^2}{{8x}_{11}};$

$b_1=\±\sqrt{{x_{11}}^2-{(x_{11}-\frac{a^2+b^2}{{8x}_{11}})}^2};$

其中，x_ij表示镜场中第i圆弧上第j个定日镜的横坐标；

y_ij表示镜场中第i圆弧上第j个定日镜的纵坐标；

x₁₁表示定日镜子群中第1圆弧上第1个定日镜的横坐标；

L表示直线上相毗邻定日镜间距；

a，b分别表示定日镜的长度和宽度；

θ表示圆弧上相毗邻定日镜之间的夹角；

当i为奇数时，D=1，P分别取1，2，3，…，n；当i为偶数时，D=2，P分别取1，3，5，…，2n-1。

Claims (5)

1.一种基于镜间关联特征参数设计的定日镜子群，其特征在于：依据镜场的布局建立定日镜间的函数关系；根据定日镜镜间的函数关系确定定日镜子群的分布设计方法；利用定日镜子群的分布设计方法将镜场定日镜进行分组；将分组的定日镜通过控制系统记录每组定日镜子群中每台定日镜跟踪投射太阳光斑的运行轨迹，根据数据分析，再次完善镜场定日镜子群的分布设计方法，每组定日镜子群中呈现线性规律的定日镜所在组群保持不变，呈现非线性规律的定日镜从该组群中分配出来归类于其它群组中。 

2.根据权利要求1所述的一种基于镜间关联特征参数设计的定日镜子群其特征在于：定日镜子群分布设计方法由下式表示： 

(i=1，2，…，n) 

(i=1，2，…，n) 

其中，x_ij表示镜场中第i圆弧上第j个定日镜的横坐标； 

y_ij表示镜场中第i圆弧上第j个定日镜的纵坐标； 

x₁₁表示定日镜子群中第1圆弧上第1个定日镜的横坐标； 

L表示直线上相毗邻定日镜间距； 

a，b分别表示定日镜的长度和宽度； 

θ表示圆弧上相毗邻定日镜之间的夹角。 

3.根据权利要求2所述的的定日镜子群，其特征在于：当i为奇数时，D=1，P分别取1，2，3，…，n；当i为偶数时，D=2，P分别取1，3，5，…，2n-1。 

4.根据权利要求1或2所述的定日镜子群，其特征在于：再次完善定日镜子群是对所述的定日镜子群分布设计方法的验证。 

5.根据权利要求1所述的一种基于镜间关联特征参数的定日镜子群分布设计方法，其特征在于：将镜场中位于奇数圆弧上的定日镜划分为一组定日镜子群，位于偶数圆弧上的定日镜划分为另一组定日镜子群。 

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