CN110849004B - 太阳能发电系统的控制方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种太阳能发电系统的控制方法，所述太阳能发电系统包括集热塔、集热器和定日镜，所述太阳能发电系统的控制方法包括以下步骤：(A1)利用红外热像仪获得所述集热器的第一区域的温度分布；第一组定日镜将太阳光反射到所述第一区域；(A2)判断所述第一区域内的温度是否超出阈值：若温度超过阈值，则进入步骤(A3)；若温度不超过阈值，则进入步骤(A1)；(A3)确定要调整的定日镜的数量；(A4)根据所述数量去调整对应的定日镜的角度，进入步骤(A1)。本发明具有调整精确等优点。

Description

太阳能发电系统的控制方法
技术领域
本发明涉及太阳能发电，特别涉及太阳能发电系统的控制方法。
背景技术
太阳能光热发电是指利用大规模阵列抛物或碟形镜面收集太阳热能，通过换热装置提供蒸汽，结合传统汽轮发电机的工艺，从而达到发电的目的。塔式光热发电是重要的太阳能光热发电模式，它是在大面积的场地上装有许多台大型太阳能反射镜，通常称为定日镜，每台定日镜准确的将太阳光反射集中到一个高塔顶部的接收器上，把吸收的太阳光能转化为热能，再将热能传给导热介质，经过蓄热环节，再输入热动力及，带动发电机发电。
塔式光热发电站的镜场面积巨大，定日镜较多，集热器上的能量密度高，由于数量庞大和系统内的误差的不可预知性，使得集热器聚光往往比预期高，而过高的能量密度会导致接收器出现过热的情况，从而可能导致集热器的温度超过管材所限定的最高温度。这样可能造成传热介质分解或恶化，甚至导致集热器烧毁或爆裂，从而使得整个系统瘫痪。
现有技术中，通过再集热器中使用热电偶来的方式来测量温度，从而提供温度报警功能，在接近高温阈值时，通过报警信息，来引导定日镜的聚焦调整。然而，热电偶只能获取局部的温度，而集热器上光斑分布不均匀，导致定日镜调整不及时或者过早，由此导致集热器仍然受损或集热效率降低。
发明内容
为解决上述现有技术方案中的不足，本发明提供了一种太阳能发电系统的控制方法，实时监控集热器各点温度，并针对温度超标去精准地调整定日镜。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
一种太阳能发电系统的控制方法，所述太阳能发电系统包括集热塔、集热器和定日镜，所述太阳能发电系统的控制方法包括以下步骤：
(A1)利用红外热像仪获得所述集热器的第一区域的温度分布；第一组定日镜将太阳光反射到所述第一区域；
(A2)判断所述第一区域内的温度是否超出阈值：
若温度超过阈值，则进入步骤(A3)；
若温度不超过阈值，则进入步骤(A1)；
(A3)确定要调整的定日镜的数量；
(A4)根据所述数量去调整对应的定日镜的角度，进入步骤(A1)。
与现有技术相比，本发明具有的有益效果为：
1.利用热像仪去实时监控集热器各点的温度，针对超标温度点去调整相应的定日镜，保证了发电系统管的正常运行，延长了发电系统的使用寿命；
2.根据实时监测到的集热器的温度，利用集热器和定日镜间的对应关系，精准地获得需要调整的定日镜的数量和位置，从而准确地调整集热器的温度；
3.定日镜的调整角度精准。
附图说明
参照附图，本发明的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于举例说明本发明的技术方案，而并非意在对本发明的保护范围构成限制。图中：
图1是根据本发明实施例1的太阳能发电系统的控制方法的流程图。
具体实施方式
图1和以下说明描述了本发明的可选实施方式以教导本领域技术人员如何实施和再现本发明。为了教导本发明技术方案，已简化或省略了一些常规方面。本领域技术人员应该理解源自这些实施方式的变型或替换将在本发明的范围内。本领域技术人员应该理解下述特征能够以各种方式组合以形成本发明的多个变型。由此，本发明并不局限于下述可选实施方式，而仅由权利要求和它们的等同物限定。
实施例1：
图1示意性地给出了本发明实施例的太阳能发电系统的控制方法的流程图，所述太阳能发电系统包括集热塔、集热器和定日镜，如图1所示，所述太阳能发电系统的控制方法包括以下步骤：
(A1)利用红外热像仪获得所述集热器的第一区域的温度分布；第一组定日镜将太阳光反射到所述第一区域；
(A2)判断所述第一区域内的温度是否超出阈值：
若温度(如各点温度值、同一点的温度变化值、不同点的温度差)超过阈值，则进入步骤(A3)；
若温度不超过阈值，则进入步骤(A1)；
(A3)确定要调整的定日镜的数量，集热器上每一点对应多个定日镜；
(A4)根据所述数量去调整对应的定日镜的角度，进入步骤(A1)。
为了剔除集热器上温度的暂时的超标，进一步地，在步骤(A2)中，若温度超过阈值的连续时间大于设定时间，则进入步骤(A3)；。
为了精准地调整定日镜，进一步地，在步骤(A4)中，定日镜的调整角度α：
Figure BDA0002233439140000031
R为所述集热塔的半径，Dn为调整的定日镜到集热塔的距离，角度α为水平方向上顺时针调整角度。
实施例2：
根据本发明实施例的太阳能发电系统的控制方法的应用例。
在该应用例中，控制方法具体包括以下步骤：
(A1)利用两台以上的红外热像仪获得所述集热器的温度分布，如第一热像仪测得集热器上第一区域的温度分布，也即第一区域内各点的温度；第一组定日镜将太阳光反射到所述第一区域；
(A2)判断获得的各点的温度值T是否超出阈值(最高温阈值或最低温阈值)：
若测得温度值T超过阈值TM，则启动定时器，如果在设定的时间内，温度值持续超过阈值TM，进入步骤(A3)；
若温度不超过阈值，或者温度值超过阈值的持续时间短于设定时间，则进入步骤(A1)；
(A3)确定要调整的定日镜的数量N1，集热器上每一点对应多个定日镜；
Figure BDA0002233439140000041
ROUND(x)为给x取整，TM为温度阈值，TH为所述集热器所能承受的温度阈值，N为所述第一组定日镜的数量；
(A4)根据所述数量去调整对应的定日镜的角度α，进入步骤(A1)；
Figure BDA0002233439140000042
R为所述集热塔的半径，Dn为调整的定日镜到集热塔的距离，角度α为水平方向上顺时针调整角度。
实施例3：
根据本发明实施例的太阳能发电系统的控制方法的应用例。
在该应用例中，控制方法具体包括以下步骤：
(A1)利用两台以上的红外热像仪获得所述集热器的温度分布，如第一热像仪测得集热器上第一区域的温度分布；第一组定日镜将太阳光反射到所述第一区域；
(A2)判断获得的各点的温度变化值ΔT是否超出阈值(最高温阈值或最低温阈值)：
若测得温度变化值ΔT超过阈值ΔTM，则启动定时器，如果在设定的时间内，温度值持续超过阈值ΔTM，进入步骤(A3)；
若温度变化值ΔT不超过阈值，或者温度变化值超过阈值的持续时间短于设定时间，则进入步骤(A1)；
(A3)确定要调整的定日镜的数量N1，集热器上每一点对应多个定日镜；
Figure BDA0002233439140000051
ROUND(x)为给x取整，ΔTM为温度变化的阈值，N为所述第一组定日镜的数量；
(A4)根据所述数量去调整对应的定日镜的角度α，进入步骤(A1)；
Figure BDA0002233439140000052
R为所述集热塔的半径，Dn为调整的定日镜到集热塔的距离，角度α为水平方向上顺时针调整角度。
实施例4：
根据本发明实施例的太阳能发电系统的控制方法的应用例。
在该应用例中，控制方法具体包括以下步骤：
(A1)利用两台以上的红外热像仪获得所述集热器的温度分布，如第一热像仪测得集热器上第一区域的温度分布；第一组定日镜将太阳光反射到所述第一区域；
(A2)判断获得的第一区域内各点温度的差值的最大值ΔT是否超出阈值：
若测得温差最大值ΔT超过阈值ΔTM，则启动定时器，如果在设定的时间内，温差最大值ΔT持续超过阈值ΔTM，进入步骤(A3)；
若温差最大值ΔT不超过阈值，或者温差最大值ΔT超过阈值的持续时间短于设定时间，则进入步骤(A1)；
(A3)确定要调整的定日镜的数量N1，集热器上每一点对应多个定日镜；
Figure BDA0002233439140000053
ROUND(x)为给x取整，ΔTM为温度变化的阈值，N为所述第一组定日镜的数量；
(A4)根据所述数量去调整对应的定日镜的角度α，进入步骤(A1)；
Figure BDA0002233439140000054
R为所述集热塔的半径，Dn为调整的定日镜到集热塔的距离，角度α为水平方向上顺时针调整角度。

Claims (3)

1.一种太阳能发电系统的控制方法，所述太阳能发电系统包括集热塔、集热器和定日镜，所述太阳能发电系统的控制方法包括以下步骤：
(A1)利用红外热像仪获得所述集热器的第一区域的温度分布；第一组定日镜将太阳光反射到所述第一区域；
(A2)判断所述第一区域内的温度是否超出阈值：
若温度超过阈值，则进入步骤(A3)；
若温度不超过阈值，则进入步骤(A1)；
所述第一区域内的温度是第一区域内同一位置的温度值或温度变化，或不同位置的温度差；
(A3)确定要调整的定日镜的数量；
若所述第一区域内的温度为同一位置的温度值T，需要调整的定日镜的数量N1：
Figure FDA0002833412170000011
ROUND(x)为给x取整，TM为温度阈值，TH为所述集热器所能承受的温度阈值，N为所述第一组定日镜的数量；
若所述第一区域内的温度为同一位置的温度变化值ΔT，需要调整的定日镜的数量N1：
Figure FDA0002833412170000012
ROUND(x)为给x取整，ΔTM为温度变化的阈值，N为所述第一组定日镜的数量；
若所述第一区域内的温度为不同位置的温度差ΔT，需要调整的定日镜的数量N1：
Figure FDA0002833412170000013
ROUND(x)为给x取整，ΔTM为温度变化的阈值，N为所述第一组定日镜的数量；
(A4)根据所述数量去调整对应的定日镜的角度，定日镜的调整角度α：
Figure FDA0002833412170000021
R为所述集热塔的半径，Dn为调整的定日镜到集热塔的距离；进入步骤(A1)。
2.根据权利要求1所述的太阳能发电系统的控制方法，其特征在于：在步骤(A2)中，若温度超过阈值的连续时间大于设定时间，则进入步骤(A3)。
3.根据权利要求1所述的太阳能发电系统的控制方法，其特征在于：角度α为水平方向上顺时针调整角度。
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Pledgor: Zhejiang HONGPU Technology Co.,Ltd.

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