CN107919721A - 一种塔式光热定日镜自供电无线控制系统 - Google Patents

Abstract

一种塔式光热定日镜自供电无线控制系统，包括#1储能蓄电池、#2储能蓄电池、光伏组件、#1电源管理模块、定日镜控制器，还包括内置于定日镜控制器的#2电源管理模块和无线通讯模块。本发明采用光伏组件和#1储能蓄电池和#2储能蓄电池为定日镜控制器、#1直流步进电机、#2直流步进电机、#1编码器、#2编码器提供直流供电，实现系统完全自主供电，避免铺设大量供电电缆。本发明定日镜控制器内置无线通讯模块，与上位机进行无线组网连接，避免铺设大量通信线缆。本发明定日镜控制器采用定时器休眠和唤醒设计，并采用自保持直流步进电机，从而降低系统整体功耗延长供电时间。本发明定日镜控制器内置直流步进电机驱动模块，对直流步进电机调速、短路保护、过流保护、过压保护、欠压保护。

Description

一种塔式光热定日镜自供电无线控制系统

技术领域

本发明属于塔式太阳能热发电定日镜领域，尤其涉及一种塔式光热定日镜自供电无线控制系统。

背景技术

太阳能作为一种清洁的可再生能源得到越来越多的应用，尤其是光热发电技术是继光伏发电技术以后的新兴太阳能利用技术，目前光热发电技术按集热器形式分为槽式系统、塔式系统、菲涅尔系统和蝶式系统四类。塔式太阳能热发电是利用独立跟踪的定日镜，将太阳光反射到固定在集热塔上的集热器上，产品高温并加热工质产生热蒸汽，推动汽轮机组发电。

塔式光热电站定日镜的控制系统，对太阳能实时跟踪、聚焦等，使得定日镜实现将不同时刻的太阳直射辐射全部反射到同一个位置的目标，定日镜控制器就地安装于定日镜的支撑结构上，通过驱动机电结构，控制定日镜进行多个轴向上的姿态调整，使得太阳光反射并汇聚在集热器上。塔式光热电站中定日镜数量多，通常有上千台甚至上万台，而现有定日镜控制器和驱动电机的供电、定日镜控制系统组网通信都是通过电缆和有线通信实现，导致塔式光热电站地面线缆铺设纵横交错，铺设施工量大、维护不便，增加了铺设和维护成本。

发明内容

本发明的目的在于提供一种塔式定日镜自供电无线控制系统，解决现有定日镜控制系统供电和通信方案中所存在的线缆铺设施工和维护工作量大、破坏环境的问题。

本发明具体采用以下技术方案：

一种塔式光热定日镜自供电无线控制系统，包括光伏组件1、#1储能蓄电池2、#1电源管理模块3、#2储能蓄电池4、定日镜控制器5，其特征是：

所述光伏组件1和#1储能蓄电池2接入#1电源管理模块3，并通过#1电源管理模块3实现光伏组件1发电控制及#1储能蓄电池2充放电管理；

#1电源管理模块3输出48V直流电并为#1直流步进电机8、#2直流步进电机9提供电能；

所述#2储能蓄电池4为定日镜控制器5提供5V直流电源。

本发明还进一步包括以下优选方案：

所述定日镜控制器5内置#2电源管理模块501，接入#1电源管理模块3输出的48V直流电，通过#2电源管理模块501将电压转换为5V直流；

所述#2电源管理模块501，实现48V直流电转换为5V直流电，以及#2储能蓄电池4充放电管理，为定日镜控制器5、#1编码器6、#2编码器7提供5V直流供电。

所述定日镜控制器5内置直流电机驱动模块506和507，对#1直流步进电机8、#2直流步进电机9调速、短路保护、过流保护、过压保护、欠压保护。

所述定日镜控制器5设置#1直流步进电机8、#2直流步进电机9、#1编码器6、#2编码器7接口，适用塔式定日镜双轴跟踪控制，每台定日镜控制器对应控制一个定日镜。

所述定日镜控制器5内置无线通信模块，基于2.4GHz的长距离无线通信设计，与上位机进行无线组网连接。

所述定日镜控制器5采用低功耗设计，采用定时器休眠和唤醒设计，降低功耗提高自供电时间。

本发明的一种塔式定日镜自供电无线控制系统的有益效果如下：

本发明的一种塔式定日镜自供电无线控制系统，提供了一种具有自供电和数据无线传输的塔式定日镜控制系统，解决现有定日镜供电和通信方案中所存在的线缆铺设施工工作量大、破坏环境的问题，对降低塔式光热电站定日镜控制系统施工和线缆维护费用具有重要意义；充分利用光伏发电和储能蓄电池，以及低功耗设计的定日镜控制器，提高塔式光热定日镜控制系统供电可靠性和供电时间；定日镜控制器设置直流电机驱动功能，并针对塔式光热定日镜双轴跟踪特性设计2个直流步进电机和2个编码器接口，降低定日镜控制系统成本和调试工作量，具有良好的经济性。

附图说明

图1为本发明的一种塔式定日镜自供电无线控制系统结构示意图；

图2为本发明的定日镜控制器结构示意图。

具体实施方式

下面结合说明书附图对本发明的技术方案作进一步详细说明。

附图1所示，一种塔式定日镜自供电无线控制系统，包括光伏组件1、#1储能蓄电池2、#1电源管理模块3、#2储能蓄电池4、定日镜控制器5。光伏组件1、#1储能蓄电池2接入#1电源管理模块3，#1电源管理模块3实现对光伏组件1的发电控制和对#1储能蓄电池2的充放电管理并输出48V直流电。#1电源管理模块3输出48V直流电接入#1直流步进电机8、#2直流步进电机9、定日镜控制器5，并为#1直流步进电机8、#2直流步进电机9提供电能。#2储能蓄电池4接入定日镜控制器5，通过定日镜控制器5内置的#2电源管理模块501实现#2储能蓄电池4的充放电管理。定日镜控制器5接入#1电源管理模块3输出的48V直流电，通过定日镜控制器5内置的#2电源管理模块501将电压转换为5V直流，与#2储能蓄电池4共同为#1编码器6和#2编码器7提供5V直流供电。上位机10与定日镜控制器5内置的无线通讯模块509连接组网，实现监控系统的通讯和控制。#1编码器6、#2编码器7、#1直流步进电机8、#2直流步进电机9通过控制信号线接入定日镜控制器5，实现通讯数据的采集、控制、保护，包括对#1直流步进电机8、#2直流步进电机9的调速、短路保护、过流保护、过压保护、欠压保护，通过#1编码器6、#2编码器7获取#1直流步进电机8、#2直流步进电机9的转速信号。

附图2所示，定日镜控制器结构设计，包括#2电源管理模块501、#1编码器电源接口502、#2编码器电源接口503、#1编码器通讯接口504、#2编码器通讯接口505、#1直流电机驱动模块506、#2直流电机驱动模块507、48V电源输入508、无线通讯模块509、接地510。#2电源管理模块501接入#2储能蓄电池4，实现#2储能蓄电池4的充放电管理。#2电源管理模块501接入#1电源管理模块3输出的48V直流电并将电压转换为5V直流。#1编码器电源接口502和#2编码器电源接口503分别接入到#1编码器6和#2编码器7供电输入接口，为编码器6和7提供5V直流供电。#1编码器通讯接口504和#2编码器通讯接口505接入编码器encoder反馈信号。#1直流电机驱动模块506和#2直流电机驱动模块507分别与#1直流步进电机8和#2直流步进电机9通讯，实现对直流步进电机的控制和保护，通讯信息包括限位信号DI、电机方向信号DO、PWM信号DO。48V电源输入508接入#1电源管理模块3输出的48V直流电。无线通讯模块509，基于2.4GHz的长距离无线通信设计，与上位机10进行无线组网连接。

以上实施例仅用于帮助理解本发明的核心思想，不能以此限制本发明，对于本领域的技术人员，凡是依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上所做的任何改动，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种塔式光热定日镜自供电无线控制系统，包括光伏组件(1)、#1储能蓄电池(2)、#1电源管理模块(3)、#2储能蓄电池(4)、定日镜控制器(5)，其特征是：

所述光伏组件(1)和#1储能蓄电池(2)接入#1电源管理模块(3)，并通过#1电源管理模块(3)实现光伏组件(1)发电控制及#1储能蓄电池(2)充放电管理；

#1电源管理模块(3)输出48V直流电并为#1直流步进电机(8)、#2直流步进电机(9)提供电能；

所述#2储能蓄电池(4)为定日镜控制器(5)提供5V直流电源。

2.根据权利要求1所述的塔式光热定日镜自供电无线控制系统，其特征在于：

所述定日镜控制器(5)内置#2电源管理模块(501)，接入#1电源管理模块(3)输出的48V直流电，通过#2电源管理模块(501)将电压转换为5V直流；

所述#2电源管理模块(501)，实现48V直流电转换为5V直流电，以及#2储能蓄电池(4)充放电管理，为定日镜控制器(5)、#1编码器(6)、#2编码器(7)提供5V直流供电。

3.根据权利要求1或2所述的塔式光热定日镜自供电无线控制系统，其特征在于：

所述定日镜控制器(5)内置直流电机驱动模块(506、507)，对#1直流步进电机(8)、#2直流步进电机(9)调速、短路保护、过流保护、过压保护、欠压保护。

4.根据权利要求3所述的塔式光热定日镜自供电无线控制系统，其特征在于：

所述定日镜控制器(5)设置#1直流步进电机(8)、#2直流步进电机(9)、#1编码器(6)、#2编码器(7)接口，适用塔式定日镜双轴跟踪控制，每台定日镜控制器对应控制一个定日镜。

5.根据权利要求1或4所述的塔式光热定日镜自供电无线控制系统，其特征在于：

所述定日镜控制器(5)内置无线通信模块，基于2.4GHz的长距离无线通信设计，与上位机进行无线组网连接。

6.根据权利要求1或4所述的塔式光热定日镜自供电无线控制系统，其特征在于：

所述定日镜控制器(5)采用低功耗设计，采用定时器休眠和唤醒设计，降低功耗提高自供电时间。