專利名稱：太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法及校準(zhǔn)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽能發(fā)電領(lǐng)域，特別涉及一種太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法及校準(zhǔn)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
中央塔式接收器發(fā)電站中，塔頂?shù)慕邮掌鹘邮軄碜远ㄈ甄R組反射的太陽光。接收器轉(zhuǎn)換入射輻射能輸出高壓高溫蒸汽，之后可送入渦輪機(jī)進(jìn)行電力發(fā)電。定日鏡一般安裝于塔周圍的地面。各定日鏡具有剛性反射表面，可跟蹤太陽，表面白天采用向陽方位，保持反射移動(dòng)的太陽光至接收器。需要高度準(zhǔn)確地跟蹤太陽，減少接收器周圍溢出的反射光。因此提供一種能夠準(zhǔn)確跟蹤太陽實(shí)現(xiàn)較高效率且較小損耗的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)成為本領(lǐng)域人員亟需解決的技術(shù)問題。為解決上述問題，現(xiàn)有的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)常用的校準(zhǔn)方法為通過圖像傳感器多次檢測的定日鏡反射太陽光的光斑空間位置，也就是光斑的中心位置，以及該對應(yīng)的定日鏡的旋轉(zhuǎn)角度，此處的旋轉(zhuǎn)角度是指定日鏡的俯仰角φ和/或平搖角ω，得出該定日鏡所需校準(zhǔn)的誤差值。根據(jù)獲得的誤差值，更新定日鏡在數(shù)據(jù)庫中的參數(shù)，根據(jù)這些參數(shù)和接收器及太陽的位置，計(jì)算出定日鏡將陽光反射在接收器上需旋轉(zhuǎn)的角度，開始跟蹤。但是，上述校準(zhǔn)方法中，首先要確定需要校準(zhǔn)的誤差個(gè)數(shù)Π，通過至少獲得η/2個(gè)光斑中心位置以及定日鏡的旋轉(zhuǎn)角度信息才能進(jìn)行校準(zhǔn)。由于不能得知待校準(zhǔn)的定日鏡誤差大小，為了精確校準(zhǔn)，通常選取較多的校準(zhǔn)誤差進(jìn)行校準(zhǔn)，這樣，就需要定日鏡多次轉(zhuǎn)動(dòng)來獲取多個(gè)光斑中心位置及定日鏡的旋轉(zhuǎn)角度信息，校準(zhǔn)過程中定日鏡多次軌跡轉(zhuǎn)動(dòng)引入了機(jī)械誤差，校準(zhǔn)精度降低。例如，中國專利CN101918769A公開了一種中央塔式接收器太陽能發(fā)電廠中的定日鏡定標(biāo)和跟蹤控制方法，其包括反射陽光至接收器的定日鏡場、指向至少一定日鏡子分組的攝像機(jī)。攝像機(jī)配置為可產(chǎn)生多個(gè)定日鏡反射的陽光圖像。該系統(tǒng)就是通過上述校準(zhǔn)方法進(jìn)行校準(zhǔn)的。在校準(zhǔn)過程中，確定光斑中心位置的過程如下首先通過攝像機(jī)捕捉定日鏡反射的光斑，此時(shí)定日鏡處于起始配置，為了使攝像機(jī)找到定日鏡的反射光斑中心位置，控制系統(tǒng)控制定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)到攝像機(jī)捕捉到光斑中心位置為止，此時(shí)得到了一組光斑中心位置及定日鏡旋轉(zhuǎn)角度信息值；欲校準(zhǔn)η個(gè)誤差時(shí)，則需要經(jīng)過至少 η/2次上述過程得到η/2組光斑中心位置及定日鏡旋轉(zhuǎn)角度信息值再進(jìn)行校準(zhǔn)。其校準(zhǔn)過程較復(fù)雜。另外，該校準(zhǔn)系統(tǒng)需要通過定日鏡的不斷旋轉(zhuǎn)使固定于定日鏡場內(nèi)的攝像機(jī)獲得定日鏡的反射光斑中心，圖1所示為使用攝像機(jī)獲得光斑中心樣本時(shí)執(zhí)行的定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的軌線圖，定日鏡的方位以兩個(gè)旋轉(zhuǎn)角控制，平搖角ω和俯仰角φ。平搖角ω沿水平軸表示。俯仰角Φ沿垂直軸表示。通過該軌跡圖可以得出，該系統(tǒng)需要定日鏡多次轉(zhuǎn)動(dòng)才能到達(dá)攝像機(jī)能夠檢測到光斑中心的位置。定日鏡的反射光斑無法照射在接收器上，影響了發(fā)電效率，且定日鏡的多次軌跡轉(zhuǎn)動(dòng)引入了機(jī)械誤差，校準(zhǔn)精度降低。另外在較大的發(fā)電廠中，數(shù)量龐大的定日鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)會消耗控制定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的校準(zhǔn)電機(jī)的電能。又例如，美國專利US20100139644中，雖然校準(zhǔn)時(shí)，定日鏡的轉(zhuǎn)動(dòng)軌跡較CN101918769A有所簡化，但為了獲得定日鏡反射光斑輪廓位置，仍需控制系統(tǒng)控制大量定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)到攝像機(jī)能夠撲捉到的位置；這樣，定日鏡的反射光斑無法照射在接收器上，影響了發(fā)電效率。而且，以上兩種方案中，無論定日鏡參數(shù)誤差大小，定日鏡均需旋轉(zhuǎn)到多個(gè)位置，以獲得多組用于校準(zhǔn)所需數(shù)據(jù)，影響了發(fā)電效率。

發(fā)明內(nèi)容
為此，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于現(xiàn)有定日鏡校準(zhǔn)方法校準(zhǔn)效率低、校準(zhǔn)精度低的問題，進(jìn)而提供一種根據(jù)誤差大小確定校準(zhǔn)誤差個(gè)數(shù)的太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明公開一種太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，其包括以下步驟a.控制單元控制定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述定日鏡的反射圖像對準(zhǔn)公稱位置Gi ；b.圖像傳感器組采集定日鏡的反射圖像，所述控制單元根據(jù)所述圖像傳感器組采集的圖像，確定所述定日鏡的反射圖像中心位置Li，并將反射圖像中心位置Li與所述公稱位置Gi進(jìn)行比對，確定反射圖像的中心位置Li與所述公稱位置Gi的距離偏差ei及對應(yīng)的定日鏡；同時(shí)獲得此時(shí)所述定日鏡旋轉(zhuǎn)角度；c.重復(fù)i次步驟a_b，得到距離偏差值ei與設(shè)定偏差值di比較；當(dāng)至少k組ei > di時(shí)，其中1彡k彡i，校準(zhǔn)所有參數(shù)的誤差；否則，只需校準(zhǔn)部分參數(shù)的誤差；d.控制單元根據(jù)校準(zhǔn)參數(shù)個(gè)數(shù)m，旋轉(zhuǎn)定日鏡至少m/2次確定定日鏡旋轉(zhuǎn)的次數(shù)， 并根據(jù)獲得的光斑中心位置及定日鏡的旋轉(zhuǎn)角度，計(jì)算所需校準(zhǔn)的誤差。步驟b所述的圖像傳感器組通過固定或者上下移動(dòng)或者左右移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的方式采集定日鏡的反射圖像。步驟c中設(shè)定偏差值di = nGiLi-Ι，其中GiLi-I為反射圖像中心理想移動(dòng)距離； 0 < η ^ I0步驟c中設(shè)定偏差值di = nLiLi-Ι，其中LiLi-I為反射圖像中心實(shí)際移動(dòng)距離； 0 < η ^ I0步驟c中設(shè)定偏差值di為固定值。步驟d中定日鏡旋轉(zhuǎn)的次數(shù)為至少m/2次。步驟c中k為根據(jù)校準(zhǔn)精度設(shè)定的預(yù)設(shè)值。所述部分參數(shù)的誤差為俯仰角誤差及平搖角誤差和/或定日鏡中心位置誤差。步驟b中，由所述角度傳感器的測量值或者控制單元的命令得到所述定日鏡旋轉(zhuǎn)角度。本發(fā)明同時(shí)公開一種應(yīng)用上述校準(zhǔn)方法的太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其包括接收器，所述接收器用于接收定日鏡反射的太陽光；至少一個(gè)定日鏡組成的定日鏡場 其安裝于所述接收器的周圍；至少一個(gè)圖像傳感器組成的圖像傳感器組用于采集定日鏡的校準(zhǔn)光源反射圖像；以及上述校準(zhǔn)方法的控制單元用于處理圖像傳感器組獲得的圖像信息，并校準(zhǔn)跟蹤太陽的定日鏡的參數(shù)同時(shí)控制定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；所述控制單元控制所述定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述定日鏡的反射光斑對準(zhǔn)公稱位置，所述圖像傳感器組采集所述定日鏡反射光斑的圖像，所述控制單元根據(jù)圖像傳感器組采集的圖像信息，確定所述定日鏡反射圖像中心位置，將反射圖像中心位置與所述公稱位置進(jìn)行比對，確定沒有對準(zhǔn)所述公稱位置的定日鏡，并對所述定日鏡進(jìn)行校準(zhǔn)。所述圖像傳感器組采集到的定日鏡的反射圖像為斑點(diǎn)，用于獲得定日鏡反射光斑的輪廓；所述圖像傳感器可移動(dòng)地設(shè)置于所述定日鏡場上，使定日鏡的反射圖像落入所述圖像傳感器組的采集范圍。所述圖像傳感器安裝于位于所述接收器與所述定日鏡場之間的安裝支架上，所述圖像傳感器環(huán)繞所述接收器的周向設(shè)置且所述圖像傳感器的采集面面向所述定日鏡設(shè)置， 其沿所述安裝支架上下移動(dòng)。所述圖像傳感器可移動(dòng)地安裝于位于所述接收器與所述定日鏡場之間的安裝支架上，所述圖像傳感器環(huán)繞所述接收器的周向且所述圖像傳感器采集面面向所述接收器設(shè)置，其沿所述安裝支架上下移動(dòng)。所述圖像傳感器安裝于旋轉(zhuǎn)安裝支架上，所述旋轉(zhuǎn)安裝支架可繞所述接收器的支撐塔轉(zhuǎn)動(dòng)，所述圖像傳感器組沿豎直方向設(shè)置且其采集面面向所述定日鏡設(shè)置，其與所述旋轉(zhuǎn)安裝支架同時(shí)繞所述支撐架轉(zhuǎn)動(dòng)。所述圖像傳感器可上下移動(dòng)地安裝于旋轉(zhuǎn)安裝支架上，所述圖像傳感器沿水平方向排列且其采集面面向所述接收器設(shè)置，所述旋轉(zhuǎn)安裝支架可繞所述接收器的支撐塔轉(zhuǎn)動(dòng)。所述定日鏡場設(shè)置于所述接收器的一側(cè)，所述圖像傳感器安裝于位于所述接收器與所述定日鏡場之間的平面安裝支架上，所述圖像傳感器組沿水平或豎直方向排列，其沿所述平面安裝支架上下或水平移動(dòng)。所述圖像傳感器組采集到的定日鏡的反射圖像為斑點(diǎn)，用于獲得定日鏡反射光斑的輪廓；所述圖像傳感器固定安裝于定日鏡場上，使定日鏡的反射圖像落入所述圖像傳感器組的采集范圍。所述圖像傳感器組安裝于位于所述接收器與所述定日鏡之間的固定支架上，所述圖像傳感器環(huán)繞所述接收器的周向設(shè)置且所述圖像傳感器的采集面面向所述定日鏡設(shè)置， 其沿所述接收器為中心上下布置數(shù)組。圖像傳感器組固定安裝于位于所述接收器與所述定日鏡之間的固定安裝支架上， 所述固定安裝支架環(huán)繞所述接收器的接收面下側(cè)的支撐塔設(shè)置。所述定日鏡配置有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，所述定日鏡繞所述旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)以及平搖轉(zhuǎn)動(dòng)；所述雙旋轉(zhuǎn)軸配有角度傳感器，用于精確測定兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的實(shí)際角度。所述定日鏡配置有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，所述定日鏡分別繞兩所述旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述雙旋轉(zhuǎn)軸配有角度傳感器，用于精確測定兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的實(shí)際角度。所述校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括視日跟蹤傳感器，其用于實(shí)時(shí)跟蹤太陽位置。所述校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括安裝于所述圖像傳感器組移動(dòng)軌道上的位置傳感器，用于確定接收器以及圖像傳感器的位置。所述校準(zhǔn)光源為太陽光光源或人工光源。本發(fā)明的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn)(1)本發(fā)明的定日鏡校準(zhǔn)方法通過判斷定日鏡的誤差大小確定校準(zhǔn)參數(shù)個(gè)數(shù)，再進(jìn)行誤差校準(zhǔn)，這樣，當(dāng)誤差較小時(shí)，只需定日鏡旋轉(zhuǎn)到較少個(gè)位置，獲得較少組定日鏡校準(zhǔn)所需數(shù)據(jù)，相比于現(xiàn)有技術(shù)中通過人工選擇校準(zhǔn)參數(shù)個(gè)數(shù)后再進(jìn)行誤差校準(zhǔn)，且均須獲得多組用于校準(zhǔn)所需數(shù)據(jù)的情況，本發(fā)明的校準(zhǔn)效率高，同時(shí)校準(zhǔn)精度高。(2)本發(fā)明的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)直接通過圖像傳感器組來確定定日鏡的反射光斑中心位置，其相比于現(xiàn)有技術(shù)中通過定日鏡的不斷轉(zhuǎn)動(dòng)使定日鏡中心對準(zhǔn)圖像傳感器，最終使圖像傳感器捕捉到光斑中心位置的方式，本發(fā)明的校準(zhǔn)動(dòng)作快，機(jī)械誤差小，校準(zhǔn)精度提尚ο(3)另一方面，本發(fā)明的圖像傳感器可移動(dòng)地設(shè)置于所述接收器的周向上，可以在所述控制單元控制所述定日鏡，使所述定日鏡的反射光斑試圖對準(zhǔn)所述接收器的時(shí)，根據(jù)圖像傳感器獲得的光斑輪廓位置，確定反射光斑沒對準(zhǔn)接收器的定日鏡?？刂茊卧梢灾粚Ψ瓷涔獍邲]有照射到接收器上的定日鏡進(jìn)行校準(zhǔn)。其余對準(zhǔn)接收器上的定日鏡可以繼續(xù)正常工作。相比于現(xiàn)有技術(shù)中校準(zhǔn)與發(fā)電分開的校準(zhǔn)系統(tǒng)，本發(fā)明的太陽能發(fā)電站的效率更高。(4)本發(fā)明的校準(zhǔn)光源可以選用太陽光也可以選用人工光源，晴天時(shí)可以通過太陽光進(jìn)行校準(zhǔn)，陰天或者夜晚時(shí)選擇人工光源同樣實(shí)現(xiàn)定日鏡的校準(zhǔn)。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)本發(fā)明的具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明，其中
圖1是現(xiàn)有技術(shù)中使用攝像機(jī)獲得光斑中心樣本時(shí)執(zhí)行的定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)的軌線圖2是實(shí)施例1中的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖3是圖像傳感器移動(dòng)時(shí)獲得的光斑圖4是具有減光裝置的圖像傳感器結(jié)構(gòu)示意圖5是具有減光裝置和遮光裝置的圖像傳感器結(jié)構(gòu)示意圖6是控制單元的信息流框圖7是實(shí)施例1中的反射光斑中心位置與公稱位置關(guān)系圖8是實(shí)施例2的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖9是安裝人工光源的圖像傳感器結(jié)構(gòu)示意圖10是實(shí)施例3的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖11是實(shí)施例3中的反射光斑中心位置與公稱位置關(guān)系圖12是實(shí)施例4的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖13是實(shí)施例5的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖14是實(shí)施例6的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖15是實(shí)施例6的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的俯視圖16是實(shí)施例7的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖17是實(shí)施例8的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖18是實(shí)施例9的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的示意圖。
圖中附圖標(biāo)記表示為
1-接收器2-定日鏡3-圖像傳感器4，4’_安裝支架5-減光裝置6-太陽光光源7-人工光源8，8’_旋轉(zhuǎn)安裝支架9-支撐塔10，10’_平面安裝支架11， 11’-固定安裝支架12-視日跟蹤傳感器13-光強(qiáng)傳感器14，14’-電機(jī)15-冷卻裝置 51-減光圓盤52-遮光裝置
具體實(shí)施例方式以下將結(jié)合附圖，使用以下實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步闡述。實(shí)施例1圖2所示為太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其包括一個(gè)安裝于支撐塔9上的接收器1，所述接收器1接收定日鏡2反射的太陽光以直接產(chǎn)生蒸汽或電；所述接收器1距地面的高度保證所述定日鏡場中的定日鏡2均能反射到所述接收器1上。還包括安裝于所述接收器的周圍的定日鏡場；所述定日鏡場包括至少一個(gè)定日鏡 2 ；所述定日鏡2配置有兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸，所述定日鏡2繞所述旋轉(zhuǎn)軸進(jìn)行俯仰轉(zhuǎn)動(dòng)，平搖轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述雙旋轉(zhuǎn)軸配有角度傳感器，用于精確測定兩個(gè)旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)過的實(shí)際俯仰角度φ以及平搖角度ω。所述定日鏡2通過調(diào)整鏡面方位以跟蹤移動(dòng)的太陽，以使得太陽光被持續(xù)反射至接收器1上。以及用于捕捉校準(zhǔn)光源照射在定日鏡2上的反射光斑的圖像傳感器組，所述圖像傳感器組包括至少一個(gè)圖像傳感器3。所述圖像傳感器3的圖像采集范圍大于所述定日鏡場的反射誤差范圍，其采集待校準(zhǔn)定日鏡的圖像。本實(shí)施例中的校準(zhǔn)光源為太陽光光源6， 所述圖像傳感器3為安裝于位于所述接收器1與所述定日鏡場之間的安裝支架4上的攝像機(jī)，所述圖像傳感器3環(huán)繞所述接收器1的周向設(shè)置，其沿安裝支架4上下移動(dòng)。由于圖像傳感器組需通過定日鏡2與接收器1之間，大量定日鏡的反射光斑會照射在圖像傳感器組上，能量極高，需減光程度很高的減光設(shè)備。因此本實(shí)施例中，所述圖像傳感器組配置有用于減弱光強(qiáng)的減光裝置5 ；減光裝置5為光的反射裝置和光的吸收裝置的組合，用于保護(hù)圖像傳感器組不受強(qiáng)光影響。當(dāng)圖像傳感器組移動(dòng)到接收器1周邊而不在接收器1上時(shí)，照射在圖像傳感器組上的光斑極具減少，過高的反射率會導(dǎo)致圖像傳感器組捕捉不到定日鏡的圖像，所以此時(shí)減光程度需極具減小，因此，本實(shí)施例中，需要提供減光程度可變，且變化范圍較大的設(shè)備。如圖4所示，所述減光裝置5包括一個(gè)減光圓盤 51，其設(shè)置于所述圖像傳感器3前面，沿圓周方向均分為6塊，每塊的減光率不同，當(dāng)圖像傳感器3移動(dòng)至接收器1的正前方位置處時(shí)，光強(qiáng)傳感器13檢測到光強(qiáng)較強(qiáng)，控制電機(jī)14將該減光圓盤51轉(zhuǎn)動(dòng)到減光率高的一塊，當(dāng)圖像傳感器3位于接收器1上部或下部位置時(shí)， 光強(qiáng)傳感器13檢測到光強(qiáng)較弱，控制電機(jī)14將該減光圓盤51轉(zhuǎn)動(dòng)到減光率低的一塊。更優(yōu)選的，在所述減光圓盤51前還可以設(shè)置一個(gè)與減光圓盤51同軸的遮光裝置 52，如圖5所示。所述遮光裝置52設(shè)置一個(gè)通光孔，允許所有太陽光通過，其他部分遮蔽所有陽光。工作時(shí)，通過電機(jī)14’帶動(dòng)該遮光裝置52連續(xù)旋轉(zhuǎn)，與減光圓盤51異步，當(dāng)通光孔與圖像傳感器對準(zhǔn)時(shí)，圖像傳感器完成采集。該遮光裝置52可以減小曝光時(shí)間，進(jìn)一步減小強(qiáng)光對圖像傳感器的影響。所述圖像傳感器組還配置有冷卻裝置15，所述冷卻裝置為風(fēng)冷或水冷裝置，該冷卻裝置用于避免經(jīng)過接收器處的圖像傳感器受熱輻射而損壞。所述校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括視日跟蹤傳感器12，其用于實(shí)時(shí)跟蹤太陽位置獲得太陽光線向量。所述校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括安裝于所述圖像傳感器組移動(dòng)軌道上的位置傳感器，用于確定接收器以及圖像傳感器的位置。該校準(zhǔn)系統(tǒng)還包括控制單元，如圖6所示，所述控制單元接受圖像傳感器組采集的定日鏡圖像信息，位置傳感器采集的圖像傳感器3位置信息，視日跟蹤傳感器12采集到的太陽光位置信息，以及角度傳感器采集的定日鏡2旋轉(zhuǎn)角度信息；并控制圖像傳感器3的移動(dòng)以及定日鏡2的轉(zhuǎn)動(dòng)。在所述控制單元控制所述定日鏡2轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述定日鏡的反射光斑對準(zhǔn)接收器時(shí)，所述圖像傳感器組3采集所述定日鏡反射光斑的圖像，所述控制單元根據(jù)圖像傳感器組采集的圖像信息，確定所述定日鏡2反射的光斑中心位置，將光斑中心位置與所述接收器1的位置進(jìn)行比對，確定反射光斑沒有對準(zhǔn)所述接收器1的定日鏡2，并對沒有對準(zhǔn)接收器1的定日鏡2進(jìn)行校準(zhǔn)。所述控制單元是通過圖像傳感器組的連續(xù)移動(dòng)獲得所述定日鏡反射的光斑中心位置。當(dāng)串行圖像傳感器組用時(shí)30t從導(dǎo)軌的一端勻速運(yùn)動(dòng)到另一端后，可以得到圖3所示的二維圖，它反映整個(gè)時(shí)間段內(nèi)能捕捉到反射光斑的圖像傳感器的情況。依據(jù)此圖便可推出反射光斑中心的空間位置，即光斑圖的形心位置。所述校準(zhǔn)系統(tǒng)通過安裝于定日鏡旋轉(zhuǎn)軸上的角度傳感器獲得定日鏡的旋轉(zhuǎn)角，也就是通過俯仰角φ，平搖角ω信息，進(jìn)而得出該定日鏡所需校準(zhǔn)的誤差值。其中，定日鏡的俯仰角φ為定日鏡繞與水平面平行的軸的旋轉(zhuǎn)角度，定日鏡的平搖角ω為定日鏡繞與水平面垂直的軸的旋轉(zhuǎn)角度。定日鏡需要校準(zhǔn)的誤差包括俯仰角及平搖角(φ。, ω J，兩旋轉(zhuǎn)軸的非垂直度％， 定日鏡鏡面中心ο的的空間位置(X，y，z)，以及定日鏡自身坐標(biāo)系相對全局坐標(biāo)系的三個(gè)歐拉轉(zhuǎn)角(Citl, β0, Υ(ι)。在其他的實(shí)施例中，還可以引入更多的誤差參數(shù)，以提高校準(zhǔn)精度。其中，定日鏡的俯仰角φ為定日鏡繞與水平面平行的軸的旋轉(zhuǎn)角度，定日鏡的平搖角ω為定日鏡繞與水平面垂直的軸的旋轉(zhuǎn)角度，定日鏡的中心位置為定日鏡的鏡面中心的位置坐標(biāo)(X，y, ζ)，旋轉(zhuǎn)軸非垂直度誤差η 0為兩旋轉(zhuǎn)軸實(shí)際夾角值。歐拉轉(zhuǎn)角(α Μ β ^， Y Q)為定日鏡自身坐標(biāo)系相對于全局坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸的偏角。該太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法包括以下步驟a.控制單元控制所述定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述定日鏡的反射光斑對準(zhǔn)公稱位置G1 ；b.圖像傳感器組由接收器上側(cè)至接收器下側(cè)移動(dòng)一次，采集定日鏡的反射光斑， 所述控制單元根據(jù)所述圖像傳感器組采集的光斑，確定所述定日鏡反射的光斑中心位置， 并將光斑中心位置L1與公稱位置G1進(jìn)行比對，確定未對準(zhǔn)接收器的光斑的中心位置L1與公稱位置&的距離偏差^及對應(yīng)的定日鏡；并通過所述角度傳感器的測量值得到所述定日鏡旋轉(zhuǎn)角度；c.控制單元根據(jù)此時(shí)反射光斑中心位置L1以及公稱位置( 與定日鏡鏡面中心的注冊位置％，計(jì)算出旋轉(zhuǎn)到公稱位置&所需的一組調(diào)整角度，控制單元控制所述定日鏡完成旋轉(zhuǎn)；d.圖像傳感器組由接收器下側(cè)至接收器上側(cè)移動(dòng)一次，采集定日鏡的反射光斑， 所述控制單元根據(jù)所述圖像傳感器組采集的光斑，確定所述定日鏡反射的光斑中心位置τ .e.控制單元計(jì)算此時(shí)光斑中心位置L2與此時(shí)公稱位置( 新的距離偏差％ ；此時(shí)， 設(shè)定偏差值d2 = IiG2L1，其中(^2L1為反射圖像中心理想移動(dòng)距離；0 < η彡1 ；f.根據(jù)％與d2相比，當(dāng)％ < d2時(shí)，此時(shí)的定日鏡偏差較小，只需校準(zhǔn)俯仰角及平搖角誤差，通過已經(jīng)獲得的光斑中心位置及定日鏡旋轉(zhuǎn)角度信息，根據(jù)誤差校準(zhǔn)公式計(jì)算所需校準(zhǔn)的誤差值；當(dāng)％ > d2時(shí)，此時(shí)定日鏡偏差較大，根據(jù)校準(zhǔn)誤差的個(gè)數(shù)9，旋轉(zhuǎn)定日鏡至少5次，圖像傳感器組運(yùn)動(dòng)，獲得相應(yīng)的光斑中心位置以及定日鏡旋轉(zhuǎn)角度，根據(jù)誤差校準(zhǔn)公式計(jì)算所需校準(zhǔn)的誤差值；將校準(zhǔn)的誤差值存儲至所述控制單元。其中，上述誤差校準(zhǔn)公式為
權(quán)利要求
1.一種太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)的校準(zhǔn)方法，其特征在于包括以下步驟a.控制單元控制定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述定日鏡的反射圖像對準(zhǔn)公稱位置Gi；b.圖像傳感器組采集定日鏡的反射圖像，所述控制單元根據(jù)所述圖像傳感器組采集的圖像，確定所述定日鏡的反射圖像中心位置Li,并將反射圖像中心位置Li與所述公稱位置 Gi進(jìn)行比對，確定反射圖像的中心位置Li與所述公稱位置Gi的距離偏差ei及對應(yīng)的定日鏡；同時(shí)獲得此時(shí)所述定日鏡旋轉(zhuǎn)角度；c.重復(fù)i次步驟a_b，得到距離偏差值ei與設(shè)定偏差值Cli比較；當(dāng)至少k組ei> Cli 時(shí)，其中i，校準(zhǔn)所有參數(shù)的誤差；否則，只需校準(zhǔn)部分參數(shù)的誤差；d.控制單元根據(jù)校準(zhǔn)參數(shù)個(gè)數(shù)m，確定定日鏡旋轉(zhuǎn)的次數(shù)，并根據(jù)獲得的光斑中心位置及定日鏡的旋轉(zhuǎn)角度，計(jì)算所需校準(zhǔn)的誤差。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法，其特征在于步驟b所述的圖像傳感器組通過固定或者上下移動(dòng)或者左右移動(dòng)或者旋轉(zhuǎn)移動(dòng)的方式采集定日鏡的反射圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法，其特征在于步驟c中設(shè)定偏差值Cli = IiGiI^1，其中GiI^1為反射圖像中心理想移動(dòng)距離；0<n彡1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法，其特征在于步驟c中設(shè)定偏差值Cli = η LiI^1，其中LiI^1為反射圖像中心實(shí)際移動(dòng)距離； < η ^ I0
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法，其特征在于 步驟c中設(shè)定偏差值Cli為固定值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一所述的太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法，其特征在于 步驟d中定日鏡旋轉(zhuǎn)的次數(shù)為至少m/2次。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6任一所述的太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法，其特征在于 步驟c中k為根據(jù)校準(zhǔn)精度設(shè)定的預(yù)設(shè)值。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一所述的太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法，其特征在于 所述部分參數(shù)的誤差為俯仰角誤差及平搖角誤差和/或定日鏡中心位置誤差。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-8任一所述的太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法，其特征在于 步驟b中，由所述角度傳感器的測量值或者控制單元的命令得到所述定日鏡旋轉(zhuǎn)角度。
10.一種應(yīng)用權(quán)利要求1-9任一所述校準(zhǔn)方法的太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)，其特征在于其包括接收器(1)，所述接收器(1)用于接收定日鏡反射的太陽光；至少一個(gè)定日鏡(2)組成的定日鏡場其安裝于所述接收器的周圍；至少一個(gè)圖像傳感器C3)組成的圖像傳感器組用于采集定日鏡的校準(zhǔn)光源反射圖像；以及采用權(quán)利要求1-9任一所述校準(zhǔn)方法的控制單元用于處理圖像傳感器組獲得的圖像信息，并校準(zhǔn)跟蹤太陽的定日鏡的參數(shù)同時(shí)控制定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)；所述控制單元控制所述定日鏡( 轉(zhuǎn)動(dòng)，使所述定日鏡( 的反射光斑對準(zhǔn)公稱位置， 所述圖像傳感器組C3)采集所述定日鏡反射光斑的圖像，所述控制單元根據(jù)圖像傳感器組采集的圖像信息，確定所述定日鏡O)反射圖像中心位置，將反射圖像中心位置與所述公稱位置進(jìn)行比對，確定沒有對準(zhǔn)所述公稱位置的定日鏡0)，并對所述定日鏡( 進(jìn)行校準(zhǔn)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種太陽能發(fā)電站的定日鏡校準(zhǔn)方法，其通過圖像傳感器的移動(dòng)獲得定日鏡的反射光斑中心位置與接收器中心的偏差ei并控制定日鏡轉(zhuǎn)動(dòng)到公稱位置；將距離偏差ei與設(shè)定偏差值di比較判斷定日鏡的偏差大小，定日鏡偏差小時(shí)，只需校準(zhǔn)較少的校準(zhǔn)誤差即可；當(dāng)定日鏡的偏差較大，則校準(zhǔn)較多的校準(zhǔn)誤差。本發(fā)明同時(shí)公開了一種應(yīng)用上述校準(zhǔn)方法的定日鏡校準(zhǔn)系統(tǒng)。本發(fā)明通過圖像傳感器組來確定定日鏡的反射光斑中心位置，其校準(zhǔn)動(dòng)作快，機(jī)械誤差小，校準(zhǔn)精度提高。并且，本發(fā)明通過首先判斷定日鏡偏差大小的方式?jīng)Q定校準(zhǔn)參數(shù)的方式進(jìn)行校準(zhǔn)，提高了校準(zhǔn)效率和校準(zhǔn)精度。
文檔編號G05D3/12GK102495640SQ201110406329
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月8日
發(fā)明者劉泉, 劉詩涵, 吳新淼, 孫天啟, 孫海翔, 張騰濤, 朱亮, 李慶松, 王威, 竇新國, 許迪, 鐘強(qiáng), 魏政 申請人:深圳市聯(lián)訊創(chuàng)新工場科技開發(fā)有限公司