本文關(guān)鍵詞：碟式斯特林太陽能光熱發(fā)電裝置中的光追蹤控制系統(tǒng)研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：當前中國環(huán)境污染問題日益嚴重,火力發(fā)電帶來的酸雨、霧霾等污染問題正日益受到民眾的關(guān)注。因此,太陽能作為清潔能源的典型代表有著廣闊的應(yīng)用前景,目前我國太陽能發(fā)電領(lǐng)域以太陽能光伏發(fā)電技術(shù)和太陽能光熱發(fā)電技術(shù)為主。自動光追蹤控制系統(tǒng)作為光熱發(fā)電裝置的重要組成部分,其穩(wěn)定性、追蹤精度均直接影響著光熱發(fā)電裝置的日照利用率,進而影響發(fā)電效率和運行成本。論文以應(yīng)用于25kW碟式斯特林光熱發(fā)電裝置的光追蹤控制系統(tǒng)為主要研究對象,進行了深入的理論分析,開展了系統(tǒng)軟硬件設(shè)計工作,并將該光追蹤控制系統(tǒng)應(yīng)用于25kW碟式斯特林光熱發(fā)電裝置上進行了實驗測試分析,驗證了設(shè)計的可行性。論文主要研究工作包括:(1)分析了光追蹤控制系統(tǒng)在國內(nèi)外光熱發(fā)電裝置中的研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢,論述了光追蹤控制系統(tǒng)研究的重要意義,針對當前國內(nèi)在光熱發(fā)電領(lǐng)域光追蹤控制系統(tǒng)設(shè)計中存在的問題,提出了本論文的研究目標與研究內(nèi)容;(2)對兩種常用的光追蹤控制策略即視日追蹤和閉環(huán)追蹤進行詳細的理論分析,結(jié)合實際應(yīng)用,最終確定了將視日追蹤和閉環(huán)追蹤兩種追蹤策略結(jié)合起來的混合追蹤模式;(3)基于實際應(yīng)用需求,提出了以基于Jean Meeus天文算法的視日追蹤控制為主,結(jié)合閉環(huán)反饋信號修正誤差的主體控制算法,并設(shè)計了相應(yīng)的上位機控制軟件。針對系統(tǒng)運行過程中可能出現(xiàn)的不穩(wěn)定、響應(yīng)速度慢等問題,在兩種追蹤模式的控制算法設(shè)計中均結(jié)合了自適應(yīng)PI控制算法;(4)提出了系統(tǒng)硬件測試平臺的整體設(shè)計方案。結(jié)合系統(tǒng)軟件,詳細地介紹了各硬件模塊在系統(tǒng)整體控制流程中的功能及設(shè)計思路;(5)完成了基于硬件測試平臺的系統(tǒng)調(diào)試與仿真,并在秦皇島北戴河光熱發(fā)電研究基地,將系統(tǒng)應(yīng)用于大型碟式斯特林光熱發(fā)電設(shè)備,開展了實地運行測試。論文通過將系統(tǒng)的測試結(jié)果與國外同類先進設(shè)備進行對比,結(jié)果表明:本論文所設(shè)計的光追蹤控制系統(tǒng)可以成功應(yīng)用于25kW碟式斯特林光熱發(fā)電裝置,并能夠有效地實現(xiàn)對太陽光的定位和追蹤,運行效果穩(wěn)定可靠,穩(wěn)定工作時的追蹤精度在0.5°左右,滿足應(yīng)用需求,具有較高的實際工程應(yīng)用價值。
【關(guān)鍵詞】：太陽能 碟式光熱發(fā)電 光追蹤控制系統(tǒng) 視日追蹤 閉環(huán)追蹤
【學位授予單位】：重慶大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TP273;TM615
【目錄】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-8
• 1 緒論8-22
• 1.1 課題研究背景及意義8-14
• 1.1.1 中國能源現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢8-9
• 1.1.2 太陽能發(fā)電現(xiàn)狀9-10
• 1.1.3 太陽能光熱發(fā)電系統(tǒng)10-13
• 1.1.4 光追蹤控制系統(tǒng)13-14
• 1.2 國內(nèi)外光追蹤控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-18
• 1.2.1 國內(nèi)光追蹤控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.2.2 國外光追蹤控制系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀16-18
• 1.3 論文研究目的及主要研究內(nèi)容18-20
• 1.3.1 研究目的及技術(shù)路線18-19
• 1.3.2 論文主要研究內(nèi)容19-20
• 1.4 本章小結(jié)20-22
• 2 光追蹤控制方法研究及系統(tǒng)總體設(shè)計22-34
• 2.1 開環(huán)光追蹤控制模式22-27
• 2.1.1 天文規(guī)律及太陽方位確定的基本原理22-27
• 2.1.2 高精度太陽方位算法介紹27
• 2.2 閉環(huán)光追蹤控制模式27-32
• 2.3 光追蹤系統(tǒng)控制策略制定及總體架構(gòu)設(shè)計32-33
• 2.4 本章小結(jié)33-34
• 3 光追蹤控制系統(tǒng)的算法設(shè)計34-48
• 3.1 光追蹤控制系統(tǒng)的主體控制算法設(shè)計34-35
• 3.2 視日追蹤算法設(shè)計35-39
• 3.3 閉環(huán)光追蹤控制算法設(shè)計39-43
• 3.4 系統(tǒng)整體電路硬件控制方法設(shè)計43-46
• 3.5 本章小結(jié)46-48
• 4 硬件測試平臺的設(shè)計與實現(xiàn)48-58
• 4.1 硬件測試平臺的主體架構(gòu)設(shè)計48-49
• 4.2 中心控制器模塊的設(shè)計與實現(xiàn)49-50
• 4.3 運動控制模塊的設(shè)計與實現(xiàn)50-53
• 4.4 傳感器模塊的設(shè)計與實現(xiàn)53-57
• 4.4.1 GPS模塊53-54
• 4.4.2 日照強度傳感器模塊54-55
• 4.4.3 風速雨量傳感器模塊55-56
• 4.4.4 熱電偶傳感器模塊56
• 4.4.5 RTC模塊56-57
• 4.5 人機交互模塊的設(shè)計與實現(xiàn)57
• 4.6 本章小結(jié)57-58
• 5 光追蹤控制系統(tǒng)的現(xiàn)場測試58-74
• 5.1 基于硬件測試平臺的光追蹤控制系統(tǒng)測試實驗58-59
• 5.2 基于碟式斯特林大型熱發(fā)電設(shè)備的控制系統(tǒng)現(xiàn)場測試實驗59-72
• 5.2.1 實驗條件59-65
• 5.2.2 實驗過程65-69
• 5.2.3 實驗數(shù)據(jù)分析69-72
• 5.3 本章小結(jié)72-74
• 6 總結(jié)與展望74-76
• 6.1 論文工作總結(jié)74-75
• 6.2 后續(xù)研究工作展望75-76
• 致謝76-78
• 參考文獻78-82
• 附錄82-84
• A 作者在攻讀學位期間的主要研究成果82-83
• B 太陽軌跡曲線83-84
• C 發(fā)動機功率曲線84

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