压器，变压器包含原边和多个相互隔离的副边，原边与380VS相 交流市电连接，各副边分别通过整流器为现场控制单元和电机驱动器提供不同的工作电 压。
[0021] 光学对焦传感器包括光学镜头、减光膜片及图像传感器，减光膜片设于光学镜头 的表面，图像传感器将光学图像转换成电子信号传输给现场控制单元。图像传感器可选用 CCD传感器或CMOS传感器。
[0022] 被控对象可选用聚光太阳能模组，包含碟式聚光系统、透镜聚光系统等。
[0023] 被控对象也可选用非聚光太阳能接收器，包括晶娃光伏板等。
[0024] 被控对象还可选用反射镜，包括定日镜、线性菲巧尔反射镜等。
[0025] 对于高精度跟踪运行要求的控制系统，可W为每个跟踪支架都对应配置一个倾角 传感器和一个光学对焦传感器；对于跟踪精度要求不高的控制系统，由于数公里范围内太 阳光角度变化非常小，因此可W仅为其中一个跟踪支架同时配置倾角传感器和光学对焦传 感器，其余跟踪支架只配置倾角传感器，不配置光学对焦传感器，同时配置了倾角传感器和 光学对焦传感器的跟踪支架采用角度闭环加光学对焦修正的控制方式，消除相关误差，得 到较精准的实际要执行的角度，通过中央控制器，将得到的较精准的实际要执行的角度，同 步发送给其他跟踪支架同步执行。
[0026] 本实用新型的控制方法，包括如下步骤：
[0027] 步骤一：建立像素坐标系；通过光学对焦传感器获取同样大小的若干图片，将图 片上任意一点定义为坐标原点，W相互垂直的两个方向作为正负坐标轴，W像素作为基本 单位建立像素坐标系；
[002引步骤二：计算理想位置的标准像素点；经过现场调试，找到太阳与被控对象之间 的理想位置，通过光学对焦传感器获取此时刻图片信息，将太阳圆屯、点对应到像素坐标系 中，计算出标准像素点；对于聚光太阳能模组和非聚光太阳能接收器，理想位置指太阳光线 与聚光太阳能模组或者非聚光太阳能接收器垂直。对于反射镜，理想位置指反射光线准确 反射到接收器件上，同时，调整CCD传感器获取的太阳图片中，太阳圆屯、在图片的中屯、位置 附近。
[0029] 步骤计算理论倾角；现场控制单元计算出当前时刻太阳的理论位置，计算得 出当前时刻被控对象的理论倾角，加上修正值，得出被控对象实际要执行的角度值（a。， 0。)，并记录该值；其中a。表示竖直平面内跟踪支架仅一轴有传动分量的轴与重力线的夹 角，0。表示竖直平面内跟踪支架两轴有传动分量的轴与重力线的夹角，如图2所示，图中 L1表示竖直平面内跟踪支架仅一轴有传动分量的轴，L2表示竖直平面内跟踪支架两轴有 传动分量的轴，L3表示重力线。
[0030] 步骤四：计算实际像素点；光学对焦传感器采集当前时刻太阳的图像信息，如果 能够正常获取太阳的图像信息，则在记录表中标记该时刻太阳的图像信息获取正常，计算 出当前时刻太阳的圆屯、在像素坐标系中对应的实际像素点，否则在记录表中标记太阳的图 像信息异常，W供日后查询；
[0031] 步骤五：像素点比较判断；比较判断标准像素点与实际像素点是否重合；如果两 像素点位置偏差小于误差允许值，则保持修正值不变，否则，则W标准像素点为基准，计算 被控对象当前时刻偏差，得出新的修正值；
[0032] 步骤六：采集实际倾角；通过角度采集器采集倾角传感器的角度，设倾角传感器 检测到的太阳能支架在竖直平面内仅一轴有转动分量的倾角为a，在竖直平面内两轴有转 动分量的倾角为0，通过运算变换赋值：
【主权项】
1. 大规模太阳能电站的太阳跟踪控制系统，其特征在于，包括上位机、现场控制单元、 供电单元、用于采集太阳能的被控对象和用于控制被控对象旋转角度的电机；所述被控对 象上设有倾角传感器和光学对焦传感器； 所述倾角传感器用于采集被控对象的倾角信息，并通过角度采集器传输至现场控制单 元； 所述光学对焦传感器获取太阳与被控对象相对位置信息，并传输给现场控制单元； 所述现场控制单元通过电机驱动器与电机的输入端电连接，电机的输出端与被控对象 的跟踪支架传动连接； 所述供电单元设于现场控制柜内，供电单元的输入端连接380V三相交流市电，输出端 分别与现场控制单元、电机驱动器电连接； 所述上位机包括人机交互界面和中央控制器，所述中央控制器与现场控制单元之间通 过无线以太网或光纤通信连接。
2. 根据权利要求1所述的大规模太阳能电站的太阳跟踪控制系统，其特征在于，所述 被控对象为聚光太阳能模组。
3. 根据权利要求1所述的大规模太阳能电站的太阳跟踪控制系统，其特征在于，所述 被控对象为非聚光太阳能接收器。
4. 根据权利要求1所述的大规模太阳能电站的太阳跟踪控制系统，其特征在于，所述 被控对象为反射镜。
5. 根据权利要求1所述的大规模太阳能电站的太阳跟踪控制系统，其特征在于，所述 供电单元包括变压器，变压器包含原边和多个相互隔离的副边，原边与380V三相交流市电 连接，各副边分别通过整流器为现场控制单元和电机驱动器提供不同的工作电压。
6. 根据权利要求1所述的大规模太阳能电站的太阳跟踪控制系统，其特征在于，所述 光学对焦传感器包括光学镜头、减光膜片及图像传感器，所述减光膜片设于光学镜头的光 路中，所述图像传感器将光学图像转换成电子信号传输给现场控制单元。
7. 根据权利要求6所述的大规模太阳能电站的太阳跟踪控制系统，其特征在于，所述 图像传感器为C⑶传感器。
8. 根据权利要求6所述的大规模太阳能电站的太阳跟踪控制系统，其特征在于，所述 图像传感器为CMOS传感器。
【专利摘要】本实用新型公开了一种大规模太阳能电站的太阳跟踪控制系统，包括上位机、现场控制单元、供电单元、采集太阳能的被控对象和电机；被控对象上设有倾角传感器和光学对焦传感器；倾角传感器采集被控对象的倾角信息，并通过角度采集器传输至现场控制单元；光学对焦传感器获取太阳与被控对象相对位置信息，并传输给现场控制单元；现场控制单元通过电机驱动器与电机连接，电机的输出端与被控对象的跟踪支架传动连接；供电单元设于现场控制柜内；上位机包括人机交互界面和中央控制器，中央控制器与现场控制单元之间通过无线以太网或光纤通信连接。本实用新型能够精确控制被控对象的倾角，实现太阳精确追踪。
【IPC分类】G05D3-12
【公开号】CN204595621
【申请号】CN201520275587
【发明人】李忠双, 常顺, 李伟娟
【申请人】李忠双
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2015年4月30日