本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是涉及光信號(hào)自動(dòng)跟蹤器。

背景技術(shù)：

能源是社會(huì)繁榮和發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力量，人類的一切活動(dòng)都離不開它。當(dāng)今人口的平均增長(zhǎng)率正在對(duì)能源的需求不斷的施加壓力，自從1973年石油危機(jī)后，人們一直在尋求新能源技術(shù)的發(fā)展。太陽(yáng)能、水能、風(fēng)能、潮汐能、生物能等可再生能源的利用被普遍看好，大規(guī)模的合理地使用可再生能源是消除煤炭、石油所帶來(lái)的負(fù)面作用的主要途徑。其中，太陽(yáng)能是最重要的清潔能源，從能量的形成過程分析，地球上存在的其他形式的能源幾乎都是從太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化過來(lái)的。太陽(yáng)能潔凈無(wú)污染、資源豐富，被公認(rèn)為最有效代替化石能源的新能源。

太陽(yáng)能的直接利用主要分為兩個(gè)領(lǐng)域：太陽(yáng)熱能和光伏發(fā)電。太陽(yáng)熱能現(xiàn)在已經(jīng)廣泛使用，例如太陽(yáng)能熱水器，其可以提供在一定條件下的局部供熱，但是這部分熱能轉(zhuǎn)換成可遠(yuǎn)傳的電能或者機(jī)械能的效率很低。光伏發(fā)電是一種通過將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換為電能的發(fā)電形式，主要是通過太陽(yáng)能光電池進(jìn)行轉(zhuǎn)換。相比太陽(yáng)熱能而言，光伏發(fā)電具有轉(zhuǎn)換效率高等優(yōu)點(diǎn)。雖然隨著光伏發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，光伏發(fā)電的成本和電價(jià)也在不斷下降。但現(xiàn)有光伏發(fā)電技術(shù)依然存在投資成本較高的問題，其主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是電力轉(zhuǎn)換器效率較低；另一是控制系統(tǒng)成本和效能較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供光信號(hào)自動(dòng)跟蹤器，通過當(dāng)?shù)氐奶?yáng)軌跡運(yùn)行規(guī)律和時(shí)鐘信息調(diào)整橫縱軸步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度、實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽(yáng)光強(qiáng)度信息，并保存旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)太陽(yáng)光強(qiáng)度最大點(diǎn)的太陽(yáng)光角度信息，將其作為各光伏發(fā)電裝置的控制角。

本發(fā)明的目的主要通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：包括用于實(shí)現(xiàn)光伏板物理旋轉(zhuǎn)和定位檢測(cè)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤算法、信號(hào)采集的控制板，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)包括光伏電板、定位傳感器模塊、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、橫縱步進(jìn)電機(jī)和縱軸步進(jìn)電機(jī)，所述控制板包括MCU模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)模塊及電源模塊。

本發(fā)明中，機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制板之間可通過電源線、電機(jī)控制線和定位傳感器連接線進(jìn)行連接。應(yīng)用時(shí)，定位傳感器模塊用于檢測(cè)橫軸步進(jìn)電機(jī)在橫軸方向的旋轉(zhuǎn)角度和縱軸步進(jìn)電機(jī)在縱軸方向的旋轉(zhuǎn)角度，其通過脈沖方式實(shí)現(xiàn)。橫軸步進(jìn)電機(jī)和縱軸步進(jìn)電機(jī)均是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移的數(shù)字式控制電機(jī)，在非超載的情況下，其的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，同時(shí)其只有周期性誤差而無(wú)累計(jì)誤差，因而精度高。時(shí)鐘模塊和存儲(chǔ)模塊分別實(shí)現(xiàn)定時(shí)和一些實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。MCU模塊用于實(shí)現(xiàn)雙軸步進(jìn)電機(jī)控制、電流采樣、定位傳感器模塊信號(hào)獲取和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，同時(shí)控制其他外設(shè)，而步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊則在MCU模塊的作用下用于橫軸步進(jìn)電機(jī)和縱軸步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制。時(shí)鐘模塊和存儲(chǔ)模塊分別實(shí)現(xiàn)定時(shí)和一些實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。時(shí)鐘模塊和存儲(chǔ)模塊可通過IIC總線與MCU模塊相連接，如此，可分別實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定時(shí)和一些實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

為實(shí)現(xiàn)MCU模塊的功能，進(jìn)一步地，所述MCU模塊為TMS320F28035DPS微處理器。

為實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的功能，進(jìn)一步地，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊為TA8435步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。

為實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)模塊的功能，進(jìn)一步地，所述存儲(chǔ)模塊為E2PROM存儲(chǔ)器。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)控制板的編程，進(jìn)一步地，所述控制板還包括編程口，所述編程口連接有PC機(jī)。控制板與PC機(jī)之間可通過JTAG接口連接線進(jìn)行連接。

本發(fā)明具有以下有益效果：本發(fā)明中，通過當(dāng)?shù)氐奶?yáng)軌跡運(yùn)行規(guī)律和時(shí)鐘信息調(diào)整橫縱軸步進(jìn)電機(jī)的旋轉(zhuǎn)角度、實(shí)時(shí)檢測(cè)太陽(yáng)光強(qiáng)度信息，并保存旋轉(zhuǎn)范圍內(nèi)太陽(yáng)光強(qiáng)度最大點(diǎn)的太陽(yáng)光角度信息，將其作為各光伏發(fā)電裝置的控制角。如此，可靈活地解決大規(guī)模光伏發(fā)電站進(jìn)行太陽(yáng)光自動(dòng)跟蹤時(shí)需要消耗大量能源和成本問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明所述的光信號(hào)自動(dòng)跟蹤器的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例1

如圖1所示，光信號(hào)自動(dòng)跟蹤器，包括用于實(shí)現(xiàn)光伏板物理旋轉(zhuǎn)和定位檢測(cè)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和用于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)跟蹤算法、信號(hào)采集的控制板，所述機(jī)械結(jié)構(gòu)包括光伏電板、定位傳感器模塊、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、橫縱步進(jìn)電機(jī)和縱軸步進(jìn)電機(jī)，所述控制板包括MCU模塊、步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊、時(shí)鐘模塊、存儲(chǔ)模塊及電源模塊。

本實(shí)施例中，機(jī)械結(jié)構(gòu)與控制板之間可通過電源線、電機(jī)控制線和定位傳感器連接線進(jìn)行連接。應(yīng)用時(shí)，定位傳感器模塊用于檢測(cè)橫軸步進(jìn)電機(jī)在橫軸方向的旋轉(zhuǎn)角度和縱軸步進(jìn)電機(jī)在縱軸方向的旋轉(zhuǎn)角度，其通過脈沖方式實(shí)現(xiàn)。橫軸步進(jìn)電機(jī)和縱軸步進(jìn)電機(jī)均是將電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)變成角位移的數(shù)字式控制電機(jī)，在非超載的情況下，其的轉(zhuǎn)速、停止的位置只取決于脈沖信號(hào)的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，同時(shí)其只有周期性誤差而無(wú)累計(jì)誤差，因而精度高。時(shí)鐘模塊和存儲(chǔ)模塊分別實(shí)現(xiàn)定時(shí)和一些實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。MCU模塊用于實(shí)現(xiàn)雙軸步進(jìn)電機(jī)控制、電流采樣、定位傳感器模塊信號(hào)獲取和數(shù)據(jù)傳輸?shù)裙δ?，同時(shí)控制其他外設(shè)，而步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊則在MCU模塊的作用下用于橫軸步進(jìn)電機(jī)和縱軸步進(jìn)電機(jī)的細(xì)分控制。時(shí)鐘模塊和存儲(chǔ)模塊分別實(shí)現(xiàn)定時(shí)和一些實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。時(shí)鐘模塊和存儲(chǔ)模塊可通過IIC總線與MCU模塊相連接，如此，可分別實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)定時(shí)和一些實(shí)時(shí)信息數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)。

為實(shí)現(xiàn)MCU模塊的功能，優(yōu)選地，所述MCU模塊為TMS320F28035DPS微處理器。

為實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的功能，優(yōu)選地，所述步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊為TA8435步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路。

為實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)模塊的功能，優(yōu)選地，所述存儲(chǔ)模塊為E2PROM存儲(chǔ)器。

為實(shí)現(xiàn)對(duì)控制板的編程，優(yōu)選地，所述控制板還包括編程口，所述編程口連接有PC機(jī)?？刂瓢迮cPC機(jī)之間可通過JTAG接口連接線進(jìn)行連接。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施方式只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說，在不脫離本發(fā)明的技術(shù)方案下得出的其他實(shí)施方式，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。