本實用新型涉及太陽能發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，更具體地說，涉及一種碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

能源是國民經(jīng)濟(jì)的命脈，與人類的生存環(huán)境息息相關(guān)。以化石能源為基礎(chǔ)的能源結(jié)構(gòu)越來越難滿足人類可持續(xù)發(fā)展的要求，能源的短缺和環(huán)境的污染使人們的生活面臨嚴(yán)重的挑戰(zhàn)。太陽能因其清潔性、儲量無限、普遍性及經(jīng)濟(jì)特性等優(yōu)點，得到世界各國的普遍重視，發(fā)展前景非常廣闊。因此，太陽能發(fā)電是最有條件逐步代替?zhèn)鹘y(tǒng)能源的新能源之一。目前，太陽能光熱發(fā)電主要有以下幾種形式：槽式、塔式、線性菲涅爾式及碟式。其中，碟式斯特林光熱發(fā)電系統(tǒng)效率最高，系統(tǒng)輸出發(fā)電效率可達(dá)26％以上，靈活的模塊化部署能力，設(shè)備故障對電網(wǎng)的干擾性小。

碟式斯特林光熱發(fā)電的原理是利用聚光器的反射鏡將太陽光聚集到斯特林發(fā)電機(jī)組的集熱器中，從而加熱工質(zhì)做功，驅(qū)動斯特林發(fā)電機(jī)組發(fā)電。由于太陽能的利用受地理環(huán)境和云雨氣候的影響，太陽光照強(qiáng)度、方向隨時間而不斷變化等均對太陽能光熱的利用提出了更高的要求，碟式斯特林發(fā)電系統(tǒng)的智能化需求更高。對于碟式斯特林發(fā)電系統(tǒng)的跟蹤精度及整個系統(tǒng)的運(yùn)行、監(jiān)控、維護(hù)，需要智能化、集中化。然而現(xiàn)有技術(shù)中的碟式斯特林發(fā)電系統(tǒng)其運(yùn)行控制及維護(hù)等通常需在固定控制室內(nèi)進(jìn)行，并不能滿足該要求。

綜上所述，如何有效地解決碟式斯特林光熱發(fā)電系統(tǒng)的智能化、集中化不能滿足需求等問題，是目前本領(lǐng)域技術(shù)人員急需解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)，該碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計可以有效地解決系統(tǒng)的智能化、集中化不能滿足需求的問題。

為了達(dá)到上述目的，本實用新型提供如下技術(shù)方案：

一種碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)，包括聚光器雙軸跟蹤系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)，所述聚光器雙軸跟蹤系統(tǒng)包括跟蹤控制器，所述跟蹤控制器的輸入端與位置編碼器連接，所述跟蹤控制器的輸出端分別通過高度角伺服驅(qū)動器連接高度角伺服電機(jī)、方位角伺服驅(qū)動器連接方位角伺服電機(jī)；所述監(jiān)控系統(tǒng)包括與所述跟蹤控制器及斯特林發(fā)電機(jī)組連接的遠(yuǎn)程監(jiān)控器，且所述遠(yuǎn)程監(jiān)控器與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端連接。

優(yōu)選地，上述碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)中，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端為遠(yuǎn)程計算機(jī)或手機(jī)。

優(yōu)選地，上述碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)中，還包括用于檢測所述斯特林發(fā)電機(jī)組氣候參數(shù)的氣候檢測裝置，所述氣候檢測裝置與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控器連接。

優(yōu)選地，上述碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)中，所述跟蹤控制器為當(dāng)所述氣候檢測裝置檢測到的氣候參數(shù)不滿足預(yù)設(shè)氣候條件時控制所述斯特林發(fā)電機(jī)組的聚光碟回到預(yù)設(shè)位置的控制器。

優(yōu)選地，上述碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)中，所述氣候檢測裝置包括用于檢測所述斯特林發(fā)電機(jī)組環(huán)境的大氣壓的壓力檢測裝置、用于檢測風(fēng)速的測速裝置、用于檢測太陽直接輻射值的輻射檢測裝置。

優(yōu)選地，上述碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)中，還包括用于實時監(jiān)測碟式斯特林光熱發(fā)電電站的視頻監(jiān)控器和與所述視頻監(jiān)控器連接的視頻服務(wù)器，所述視頻服務(wù)器與所述遠(yuǎn)程監(jiān)控器連接。

優(yōu)選地，上述碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)中，所述視頻監(jiān)控器包括攝像機(jī)和解碼器。

優(yōu)選地，上述碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)中，所述遠(yuǎn)程監(jiān)控終端為遠(yuǎn)程計算機(jī)，所述遠(yuǎn)程計算機(jī)與所述視頻服務(wù)器和所述跟蹤控制器均連接。

優(yōu)選地，上述碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)中，所述跟蹤控制器為PLC控制器。

本實用新型提供的碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)包括聚光軸跟蹤系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。其中，聚光軸跟蹤系統(tǒng)包括跟蹤控制器，跟蹤控制器的輸入端與位置編碼器連接，輸出端通過高度角伺服驅(qū)動器連接高度角伺服電機(jī)，并通過方位角伺服驅(qū)動器連接方位角伺服電機(jī)，進(jìn)而通過控制實現(xiàn)聚光碟對日視運(yùn)動軌跡的實時跟蹤。監(jiān)控系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程監(jiān)控器和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端，遠(yuǎn)程監(jiān)控器與跟蹤控制器及斯特林發(fā)電機(jī)組連接，用于讀取二者的運(yùn)行數(shù)據(jù)，且遠(yuǎn)程監(jiān)控終端與遠(yuǎn)程監(jiān)控器連接，用于獲取遠(yuǎn)程監(jiān)控器的數(shù)據(jù)。

應(yīng)用本實用新型提供的碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)時，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控器讀取跟蹤控制器及斯特林發(fā)電機(jī)組的數(shù)據(jù)狀態(tài)，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端與遠(yuǎn)程監(jiān)控器連接，以讀取遠(yuǎn)程監(jiān)控器內(nèi)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而技術(shù)人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控聚光器雙軸跟蹤系統(tǒng)的工作狀態(tài)。本實用新型提供的碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)跟蹤精度和穩(wěn)定性，系統(tǒng)運(yùn)行的實時數(shù)據(jù)和現(xiàn)場監(jiān)控通過智能協(xié)調(diào)進(jìn)行最佳的統(tǒng)一控制，使得發(fā)電系統(tǒng)發(fā)揮最大的功效。且本實用新型提供的碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，節(jié)約成本，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，方便設(shè)備維護(hù)，便于推廣使用。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型提供的碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖中標(biāo)記如下：

跟蹤控制器101，位置編碼器102，高度角伺服驅(qū)動器103，方位角伺服驅(qū)動器104，高度角伺服電機(jī)105，方位角伺服電機(jī)106，斯特林發(fā)電機(jī)組107，遠(yuǎn)程監(jiān)控器201，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202，云監(jiān)控203，氣候檢測裝置204，視頻服務(wù)器205，視頻監(jiān)控器206。

具體實施方式

本實用新型實施例公開了一種碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)，以提高系統(tǒng)的智能化、集中化使其滿足需求。

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

請參閱圖1，圖1為本實用新型提供的碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)一種具體實施方式的結(jié)構(gòu)示意圖。

在一種具體實施方式中，本實用新型提供的碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)包括聚光軸跟蹤系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)。

其中，聚光軸跟蹤系統(tǒng)包括跟蹤控制器101，跟蹤控制器101的輸入端與位置編碼器102連接，跟蹤控制器101的輸出端分別通過高度角伺服驅(qū)動器103連接高度角伺服電機(jī)105，通過方位角伺服驅(qū)動器104連接方位角伺服電機(jī)106。也就是通過采用伺服電機(jī)帶動傳動結(jié)構(gòu)進(jìn)而帶動聚光碟的移動，進(jìn)一步便于控制。進(jìn)而通過控制實現(xiàn)聚光碟對日視運(yùn)動軌跡的實時跟蹤。跟蹤控制器101一般采用PLC控制器。具體跟蹤控制器101的控制過程可以為：根據(jù)PLC程序的自動計算設(shè)置值，控制伺服驅(qū)動器驅(qū)動伺服電機(jī)帶動傳動機(jī)構(gòu)，使得聚光碟達(dá)到設(shè)定的角度值。PLC程序中計算的太陽位置與聚光碟的實際位置進(jìn)行比較，得到偏差，通過程序偏差校正不斷的調(diào)節(jié)，始終 保證聚光碟時刻對準(zhǔn)太陽。PCL程序根據(jù)天文算法自動計算日視軌跡運(yùn)動，控制聚光碟時刻向日，不會受外界氣候環(huán)境的影響。

監(jiān)控系統(tǒng)包括遠(yuǎn)程監(jiān)控器201和遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202，遠(yuǎn)程監(jiān)控器201與跟蹤控制器101及斯特林發(fā)電機(jī)組107連接，用于讀取二者的運(yùn)行數(shù)據(jù)，且遠(yuǎn)程監(jiān)控器201與遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202連接。具體的遠(yuǎn)程監(jiān)控器201可以接入因特網(wǎng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202通過接入因特網(wǎng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控器201連接，用于獲取遠(yuǎn)程監(jiān)控器的數(shù)據(jù)。具體的遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202及遠(yuǎn)程監(jiān)控器201均可以通過3G、4G或WIFI接入因特網(wǎng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控終器可以通過云監(jiān)控203服務(wù)將讀取的遠(yuǎn)程監(jiān)控器201及跟蹤控制器101的數(shù)據(jù)存儲，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202通過云監(jiān)控203服務(wù)獲取監(jiān)控數(shù)據(jù)以實時監(jiān)控整個系統(tǒng)的運(yùn)行情況。

應(yīng)用本實用新型提供的碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)，通過遠(yuǎn)程監(jiān)控器201讀取跟蹤控制器101及斯特林發(fā)電機(jī)組107的數(shù)據(jù)狀態(tài)，遠(yuǎn)程監(jiān)控器201接入因特網(wǎng)，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202通過接入因特網(wǎng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控器201連接，以讀取遠(yuǎn)程監(jiān)控器201內(nèi)的數(shù)據(jù)，進(jìn)而技術(shù)人員可以遠(yuǎn)程監(jiān)控聚光器雙軸跟蹤系統(tǒng)的工作狀態(tài)。本實用新型提供的碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)，提高了系統(tǒng)跟蹤精度和穩(wěn)定性，系統(tǒng)運(yùn)行的實時數(shù)據(jù)和現(xiàn)場監(jiān)控通過智能協(xié)調(diào)進(jìn)行最佳的統(tǒng)一控制，使得發(fā)電系統(tǒng)發(fā)揮最大的功效。

具體的，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202可以為遠(yuǎn)程計算機(jī)或手機(jī)等終端設(shè)備。智能遠(yuǎn)程監(jiān)控器201的無線通訊模塊可以采用以太網(wǎng)口與PLC控制器及擴(kuò)展模塊、斯特林發(fā)電機(jī)組107連接。遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202有智能監(jiān)控器的OPC Server程序和支持OPC協(xié)議的組態(tài)軟件。組態(tài)軟件中能觀察和采集整個系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和圖像信息，跟蹤控制模塊的太陽位置、聚光碟位置及雙軸跟蹤系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)；斯特林發(fā)電機(jī)組107的實時運(yùn)行狀態(tài)，包括缸壓、溫度，冷卻液溫度、油壓、油溫、轉(zhuǎn)速、功率、總發(fā)電量及累積運(yùn)行時間。遠(yuǎn)程的技術(shù)人員在能上網(wǎng)的電腦上登錄智能遠(yuǎn)程監(jiān)控器201的模塊序號和密碼，使用PLC編程軟件就能方便的下載遠(yuǎn)程對應(yīng)的PLC程序，查看、修改及上傳梯形圖。手機(jī)短息也可通過智能遠(yuǎn)程監(jiān)控器201讀寫全部的PLC寄存器，可接收報警短信，實現(xiàn)無人看守。智能遠(yuǎn)程監(jiān)控器201可同時支持3G和有線上網(wǎng)，互為冗余切換。

進(jìn)一步地，還可以包括用于檢測斯特林發(fā)電機(jī)組107氣候參數(shù)的氣候檢測裝置204，氣候檢測裝置204與遠(yuǎn)程監(jiān)控器201連接。進(jìn)而通過遠(yuǎn)程監(jiān)控器201遠(yuǎn)程讀取氣候檢測裝置204的數(shù)據(jù)，以獲取系統(tǒng)環(huán)境情況。具體的，氣候參數(shù)可以包括大氣壓、風(fēng)速、風(fēng)向、太陽直接輻射值(DNI)、經(jīng)緯度及海拔等數(shù)據(jù)。氣候檢測裝置204具體可以與遠(yuǎn)程監(jiān)控器201通過以太網(wǎng)口連接。

更進(jìn)一步地，跟蹤控制器101為當(dāng)氣候檢測裝置204檢測到的氣候參數(shù)不滿足預(yù)設(shè)氣候條件時控制斯特林發(fā)電機(jī)組107的聚光碟回到預(yù)設(shè)位置的控制器。也就是根據(jù)預(yù)先設(shè)定的斯特林發(fā)電機(jī)組107過熱躲避信號，即預(yù)設(shè)氣候條件，當(dāng)氣候檢測裝置204檢測到的氣候參數(shù)不滿足預(yù)設(shè)條件時，跟蹤控制器101即控制聚光碟自動躲避，如回到預(yù)設(shè)位置。而當(dāng)氣候檢測裝置204檢測到氣候參數(shù)滿足預(yù)設(shè)條件時，則跟蹤控制器101控制聚光碟正常向日。具體的，氣候參數(shù)可以包括太陽直接輻射(DNI)值、風(fēng)速、風(fēng)向等氣候因素，通過將監(jiān)測值與PLC程序內(nèi)的設(shè)定值來對比，從而啟動保護(hù)方案，使得聚光碟自動躲避，回到指定位置，當(dāng)報警情況消除時又能自動跟蹤太陽。根據(jù)需要，也可以在跟蹤控制器101中設(shè)置手動模式，即根據(jù)氣候檢測裝置204的檢測結(jié)果與預(yù)設(shè)條件進(jìn)行對比，手動對聚光碟的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行控制。

具體的，氣候檢測裝置204包括用于檢測斯特林發(fā)電機(jī)組107環(huán)境的大氣壓的壓力檢測裝置、用于檢測風(fēng)速的測速裝置、用于檢測太陽直接輻射值的輻射檢測裝置。進(jìn)而通過氣候檢測裝置204能夠?qū)崟r獲取太陽直接輻射(DNI)值、風(fēng)速、大氣壓等氣候參數(shù)，為聚光碟的控制提供判斷依據(jù)，以提高系統(tǒng)的智能化。當(dāng)然，根據(jù)具體需要?dú)夂驒z測裝置204也可以包括用于檢測其他氣候參數(shù)的檢測裝置，此處不再贅述。

在上述各實施例的基礎(chǔ)上，本實用新型提供的碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)還包括用于實時監(jiān)測碟式斯特林光熱發(fā)電電站的視頻監(jiān)控器206和與視頻監(jiān)控器206連接的視頻服務(wù)器205，視頻服務(wù)器205與遠(yuǎn)程監(jiān)控器201連接。視頻監(jiān)控器206實時獲取碟式斯特林光熱發(fā)電電站的運(yùn)行畫面，具體可以為實時監(jiān)控單個碟式光熱系統(tǒng)或整個電站的現(xiàn)場運(yùn)行情況。視頻服務(wù)器205與視頻監(jiān)控器206之間一般通過RS485總線進(jìn)行通訊，視頻服務(wù)器205 具體可以通過以太網(wǎng)口與遠(yuǎn)程監(jiān)控器201連接，進(jìn)而遠(yuǎn)程監(jiān)控器201讀取現(xiàn)場視頻數(shù)據(jù)，便于遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202實時觀察到單個碟式光熱系統(tǒng)或整個電站的現(xiàn)場運(yùn)行情況，實現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“兩網(wǎng)合一”。具體的視頻監(jiān)控器206包括攝像機(jī)和解碼器。根據(jù)具體需要還可以包括鏡頭、云臺等便于獲取視頻數(shù)據(jù)的裝置。

進(jìn)一步地，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202可以為遠(yuǎn)程計算機(jī)，遠(yuǎn)程計算機(jī)與視頻服務(wù)器205和跟蹤控制器101均連接，具體可以通過以太網(wǎng)連接。進(jìn)而，一方面遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202可以通過接入因特網(wǎng)與遠(yuǎn)程監(jiān)控器201連接，以讀取視頻數(shù)據(jù)，另一方面，遠(yuǎn)程監(jiān)控終端202可以通過以太網(wǎng)與視頻服務(wù)器205連接及跟蹤控制器101等連接，以讀取其數(shù)據(jù)信息。具體的，組態(tài)軟件支持Active控件和各種通訊協(xié)議，視頻服務(wù)器205傳輸?shù)接嬎銠C(jī)的視頻信號是編碼壓縮后的數(shù)據(jù)包，其解壓由軟件完成，因而可以把數(shù)據(jù)解壓、圖像還原、控制信息通訊等功能集成在Active控件中，然后再監(jiān)控軟件中調(diào)用即可。在系統(tǒng)監(jiān)控界面上可以觀察到單個碟式光熱系統(tǒng)或整個電站的現(xiàn)場運(yùn)行情況，實現(xiàn)工業(yè)控制系統(tǒng)與視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“兩網(wǎng)合一”。

本實用新型提供的碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)，由于采用了上述結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)智能化程度高，集系統(tǒng)跟蹤控制、系統(tǒng)數(shù)據(jù)監(jiān)控、現(xiàn)場視頻監(jiān)控于一體。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，節(jié)約成本，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，方便設(shè)備維護(hù)，便于推廣使用。整個機(jī)械系統(tǒng)慣性大(如38kW碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng))，采用成熟的數(shù)控技術(shù)，電機(jī)采用伺服電機(jī)，結(jié)構(gòu)模塊化，設(shè)計合理，能夠有效的保護(hù)系統(tǒng)核心部件，系統(tǒng)維護(hù)工作量小，節(jié)約成本。跟蹤精度高，能夠無線遠(yuǎn)程實時的監(jiān)控和記錄系統(tǒng)各個關(guān)鍵參數(shù)和現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行監(jiān)控視頻畫面，手機(jī)網(wǎng)頁隨時隨地監(jiān)控設(shè)備，PLC的遠(yuǎn)程維護(hù)，設(shè)備故障時主動短息通知值班人。單個碟式斯特林光熱發(fā)電控制系統(tǒng)或電站上，工業(yè)控制系統(tǒng)和視頻監(jiān)控系統(tǒng)的“兩網(wǎng)合一”，使得控制和視頻真正在同一網(wǎng)絡(luò)傳輸。

本說明書中各個實施例采用遞進(jìn)的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似部分互相參見即可。

對所公開的實施例的上述說明，使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使 用本實用新型。對這些實施例的多種修改對本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本實用新型的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本實用新型將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。