SU868697A1

SU868697A1 - Cascade-coupled regulation system for solar plant

Info

Publication number: SU868697A1
Application number: SU782690893A
Authority: SU
Inventors: Борис Константинович Чемоданов; Лев Александрович Сенько; Александр Борисович Орлов; Юрий Иванович Семушкин
Original assignee: Предприятие П/Я В-8670
Priority date: 1978-12-01
Filing date: 1978-12-01
Publication date: 1981-09-30

Description

1one

Изобретение относитс к каскадно-св занному автоматическому управлению и может быть использовано в системах управлени солнечными установками , например, энергетическими, тепловьлми установками, работающими с помощью концентрации солнечной энергии.The invention relates to cascade-related automatic control and can be used in control systems for solar installations, for example, power, thermal installations, using concentration of solar energy.

Известна система регулировани солнечной установки, содержаща гелиостат, который механически соединен с приводами гелиостата по углу места и азимуту и оптически св зан через концентратор с солнечной установкой, двухкоординатный солнечный датчик, вход которого оптически св зан через гилиостат с солнцем , а первый и второй выходы соединены ,соответственно, со входс ми приводов гелиостата по углу места и азимуту. В известной системе производитс регулирование пространственного положени солнечного потока, отргикенного от гелиостата и направленного на концентратор с помощью сигналов, вырабатываекых двухкоординатным солнечным датчиком пропорциональных отклонению солнечного по-: тока от оптической оси двухкоординатного солнечного датчика и поступающих на приводы гелиостата по углу места и азимуту fl.A solar control system is known that contains a heliostat that is mechanically connected to the heliostat actuators in elevation and azimuth and optically connected through a concentrator to a solar installation, a two-coordinate solar sensor whose input is optically connected through the hydrostator to the sun, and the first and second outputs are connected , respectively, with the inputs of the heliostat drives in elevation and azimuth. In the known system, the spatial position of the solar flux separated from the heliostat and directed to the concentrator is controlled by signals generated by a two-coordinate solar sensor proportional to the deviation of the solar flux from the optical axis of the two-coordinate solar sensor and fed to the heliostat drives by elevation and azimuth fl.

Регулирование величины солнечной энергии, поступающей на солнечную установку в известной системе производитс следующим образом: дискретно - путем отведени одного или нескольких гелиостатов на угол,- который исключает попадание отреикенного The regulation of the amount of solar energy supplied to a solar installation in a known system is performed as follows: discretely - by assigning one or several heliostats to an angle - which eliminates the need

10 солнечного потока на солнечную установку; полуавтоматически - по визуальным наблюдени м оператора путем отведени гелиостата на угол, обеспечивающий попадание части отражен15 ного солнечного потока на солнечную гстановку. При этом слежение.за отраженным от гелиостата солнечным потоке продолжает осуществл тьс с помощью двухкоординатного солнечного 10 solar flux per solar installation; semi-automatically - according to the operator's visual observations by moving the heliostat through an angle that ensures that part of the reflected solar flux hits the solar grid. At the same time, tracking of the solar flux reflected from the heliostat continues to be carried out with the help of a two-coordinate solar

20 датчика, установленного неподвижно перед каждым гелиостатом. В св зи с этим отведение г лиойтата на угол, превыканци поле зрени двухкоорд натного солнечного датчика, приводит 20 sensor mounted motionless in front of each heliostat. In this connection, the lead of the lead is angled, beyond the field of view of the two-sided solar sensor, leads

25 к нарушению режима слежени за Солнцем (автосопровождени ;, затрудн ет регулировсшие величины солнечной энергии, поступающей на солнечную установку в требуеквлх пределгис, а 25 to the violation of the tracking mode for the Sun (auto-tracking; it makes it difficult to regulate the solar energy supplied to the solar installation at the required limit, and

30 именно в пределах меньших, чем энерги , поступающа от одного гелиостата . Увеличение полк зрени двухкоординатного солнечнЬго датчика приводи к одновременному снижению точности работы системы автоматического управлени за счет увеличени зоны нечувствительности и снижени крутизны характеристики двухкоординатного солнечного датчика. Перечисленное выше Снижает функциональные возможности системы ав гоматического управлени солнечной установки.30 precisely within less than the energy coming from one heliostat. An increase in the regiment's view of the two-coordinate solar sensor leads to a simultaneous decrease in the accuracy of the automatic control system by increasing the dead zone and reducing the steepness of the two-coordinate solar sensor. Listed above Reduces the functionality of the automatic control system of a solar installation.

Известны также системы каскадносв занного регулировани , содержащие последовательно соединенные датчик основного регулируемого параметра, измеритель рассогласова .ни регулируемого параметра и регул тор основного контура регулировани , выход которого соединен с первым входом измерител рассогласовани , второй вход которого соединен с выходом измерител промежуточного. параметра, а выход через регул тор вспомогательного контура регулирован соединен с регулирующим органом объекта управлени C2l и СЗ .Also known are cascaded control systems comprising a sensor connected to the main adjustable parameter in series, a meter mismatch of the adjustable parameter, and a controller for the main control loop, the output of which is connected to the first input of the error meter, the second input of which is connected to the output of the intermediate meter. parameter, and the output through the auxiliary circuit controller is regulated connected to the regulator of the control object C2l and СЗ.

Наиболее близкой к предлагаемой по технической сущности вл етс система каскадно-св занного регули ровани солнечной установки, содержаща двухкоординатный солнечный датчик , выходы которого через первый и второй приводы соединены, соответственно , с первым и вторым входами гелиостата выход которого соединен первым вхсщом двухкоординатного солнечного датчика и через концентратор - со входом солнечной печи,, выход которой соединен через датчик солнечной энергии с первым входом усройства сравнени второй и третий входы которого соединены с первым и вторым выходами пульта управлени , а выход - с первым входом регулирующего устройства, второй вход которого соединен с третьим выходом пульта управлени 4 }.Closest to the proposed technical entity is a system of cascade-related solar control, containing a two-coordinate solar sensor, the outputs of which through the first and second drives are connected, respectively, to the first and second inputs of the heliostat, the output of which is connected to the first two-coordinate solar sensor and through a hub - with the entrance of the solar furnace, the output of which is connected via a solar energy sensor to the first input of the comparison device; the second and third inputs of which are soy ineny with first and second remote control outputs, and the output - to the first input control device, a second input coupled to a third output of the remote control 4}.

Цель изобретени - повышение точности системы.The purpose of the invention is to improve the accuracy of the system.

Поставленна цель достигаетс тем что в системе установлен исполнительный механизм, вход которого соединен с выходом регулирующего устройства, а выход - со вторым входом двухкоординатного -олнечного датчика, которы установлен на подвижном подвесе.The goal is achieved by the fact that an actuator is installed in the system, the input of which is connected to the output of the regulating device, and the output to the second input of a two-coordinate solar sensor, which is mounted on a movable suspension.

На чертеже представлена блок-схема пред;1лагаемой системы.The drawing shows the block diagram of the proposed; the proposed system.

Система включает солнечную установку 1, концентратор 2, гелиостат 3 регулирующее устройство 4, датчик 5 солнечной знергии, двухкоординатный солнечный датчик б, устройство 7 сравнени , пульт 8 управлени , первый и второй приводы 9 и 10, испапни тельный механизм 11.The system includes a solar installation 1, a concentrator 2, a heliostat 3 a regulating device 4, a solar energy sensor 5, a two-coordinate solar sensor b, a comparison device 7, a control panel 8, a first and second actuators 9 and 10, an evaporator mechanism 11.

Система работает следующим образом .The system works as follows.

В режиме полуавтоматического регулировани солнечной энергии, поступающей от Солнца 12 в солнечную установку 1, сигнал со второго выхода пульта 8 управлени отключает выходной сигнал устройства 7 сравнени от первого входа регулирующего устройств 4. Сигнал с третьего выхода пульта 8 управлени , поступа на второй вход регулирующего устройства 4, производит поворот двухкоординатного солнечtioro датчика 6 на заданный угол при помощи исполнительного механизма 11. При этом по сигналам с двухкоординатного солнечного датчика 6, поступающим на первый и второй приводы 9 и 10 соответственно по углу места и rjo азимуту гелиостата 3, происходит поворот гелиостата 3 на угол, равный половине угла поворота двухкоординатного солнечного датчика 6. Одновременно с поворотом гелиостата 3 происходит во-первых, отклонение солнечного потока на угол поворота двухкоординатного солнечного датчика-б, во-вторых, обнул етс сигнал с выхода двухкоординатного солнечного датчика 6 .In the mode of semi-automatic regulation of solar energy coming from the Sun 12 to the solar installation 1, the signal from the second output of the control console 8 disables the output signal of the comparison device 7 from the first input of the regulating device 4. The signal from the third output of the control console 8 enters the second input of the regulator 4, rotates the two-coordinate solar sensor 6 at a predetermined angle with the help of the actuator 11. At the same time, the signals from the two-coordinate solar sensor 6 arriving at the second and second drives 9 and 10, respectively, in elevation and rjo azimuth of heliostat 3, the heliostat 3 rotates by an angle equal to half the angle of rotation of the two-coordinate solar sensor 6. Simultaneously with the rotation of the heliostat 3, the solar flux deviates by the angle of rotation of the two-coordinate the solar sensor b, secondly, the signal from the output of the two-coordinate solar sensor 6 is zeroed.

Таким образом, двухкоординатный солнечный датчик 6 продолжает работу в режиме автосопровождени , сохран ) те же точностные характеристики системы автоматического управлени солнечной установки.Thus, the two-coordinate solar sensor 6 continues to operate in the auto-tracking mode, retaining the same accuracy characteristics of the automatic control system of the solar installation.

В режиме автоматического регулировани солнечной знергии, поступающей в солнечную установку 1, по сигналу со второго выхода пульта 8 управлени выходной сигнал устройства 7 сравнени подаетс на вход регулирующего устройства 4. В этом случае в устройстве 7 сравнени производитс сравнение заданного значени солнечной энергии, поступающей с первого выхода пульта 8 управлени , и измеренного с помощью датчика 5 энергии, оптически св занного с солнечной установкой 1. Сигнал с выхода устройства, 7 сравнени , пропорциональный разности заданного и измеренного значений энергии, используетс дл управлени исполнительным механизмом 11, осуществл ющим поворот двухкоординатного солнечного датчика 6 по азимуту.In the mode of automatic regulation of solar energy entering the solar installation 1, the signal from the second output of the remote control 8 controls the output signal of the comparison device 7 to the input of the regulating device 4. In this case, the comparison device 7 compares the set value of solar energy coming from the first the output of the control panel 8, and measured using an energy sensor 5 optically connected with the solar installation 1. The output signal of the device, 7 comparison, proportional to the difference is set th and the measured energy values used to control an actuator 11, carried yuschim rotation sensor 6 xy solar azimuth.

Далее работа системы в автоматическом режиме происходит аналогично описанной вьЕие работе в полуавтоматическом режиме. Отличие состоит лишь вThen the system works in the automatic mode in the same way as described in the work in semi-automatic mode. The only difference is

тон, что за счет образовани дополнительного контура замкнутой систеки регулировани энергии, поступающей в солнечную установку, повышаетс точность процесса регулировани , так как компенсируютс погрешности, вызванн1:Ю неточной юстировкой гелиостато относительно концентратора, концентратора относительно солнечной установки , неоднородностью атмосферы, различными подвижками земной поверхности.The tone that due to the formation of an additional circuit of the closed system for regulating the energy entering the solar installation improves the accuracy of the adjustment process, since the errors caused by 1: Inaccurate alignment of the heliostat relative to the concentrator, the concentrator relative to the solar installation, atmospheric heterogeneity, and various earth surface movements are compensated for.

Введение исполнительного механизма двухкоординатного солнечного датчика , установленного на подвижном подвесе, по азимуту эквивалентно увеличению пол зрени двухкоординатного солнечного датчика, что позвол ет обеспечить регулирование солнечной энергии в заданных пределах, не снижа при этом точности автосопровождени . Использование в качестве исполнительного механизма двухкоорди натного солнечного датчика по азимуту интегрирующего привода позвол ет повысить пор док астатизма системы автоматического управлени на единииу , как по управл ющему, так и по возмущающему воздействию, что в 5 ра повышает точность системы ( в контуре регулировани энергии.Introduction of an actuator of a two-coordinate solar sensor mounted on a movable suspension, in azimuth, is equivalent to an increase in the field of view of the two-coordinate solar sensor, which makes it possible to regulate solar energy within specified limits without reducing the accuracy of the auto-tracking. The use of a two-coordinate solar sensor as an actuator in terms of an azimuth of an integrating drive makes it possible to increase the order of astatism of the automatic control system by a unit both in control and in disturbance, which increases the accuracy of the system by 5 times (in the energy control loop).

Построенна таким образом система автоматического управлени солнечной установки позвол ет существенно расширить пределы регулировани солнечной энергии, поступающей па солнечную установку. По сравнению, например, с системой автоматического управлени , у которой поле зрени двухкоординатных солнечных датчиков составл ет 2 угловых градуса, пределы регулировани увеличиваютс в 5 раз, причем точность регулировани энергии при соответствующем выбоое регулирующего устройства и исполнительного механизма двухкоординатного солнечного датчика, а именно использовании интегрирующего исполнитель- наго механизма, увеличиваетс в 8 раз, так как повышаетс пор док астатизма системы регулировани . Кроме того, снижаютс требовани к точНОСТИ юстировки двухкоординатных СОЛThe system of automatic control of a solar installation constructed in this way makes it possible to significantly expand the limits of regulation of solar energy supplied to a solar installation. Compared, for example, with an automatic control system, in which the field of view of two-coordinate solar sensors is 2 angular degrees, the control limits are increased 5 times, and the accuracy of energy control with an appropriate selection of the regulating device and the actuator of the two-coordinate solar sensor, namely using an integrating the performance of the mechanism increases by a factor of 8 as the order of astatism of the control system rises. In addition, the accuracy requirements for the adjustment of two-coordinate SOLs are reduced.

нечных датчиков относительно концентртора , концентратора относительно солнечной установки.Some sensors relative to the concentrator, concentrator relative to the solar installation.

Claims

1.Revue des Hautes rates et Refjractai res, 1973, N 10, p. 199204.

2. Prusenko B.C. Pneumatic regulators. M., Energie, 1966, p. 43-44.

3. Authors certificate of the USSR 338889, cl. G 05 B 11/01 1970.

4. The author's certificate of the USSR 595700, cl. G 05 B 11/00, 1976

(prototype).