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槽式和塔式太阳能热发电技术是未来清洁能源技术重要的组成部分,也是近年来的研究热点。无论是对槽式还是塔式技术而言,聚光场的成本,跟踪精度及可靠性都极大的制约着槽式和塔式太阳能热发电技术的商业化推广过程。本论文的目的是研究槽式和塔式太阳能热发电系统的聚光器控制技术,基于现有的理论和工程经验,尝试提出在成本,跟踪精度及可靠性层面更加优化的设计方案并搭建系统进行验证。研究成果对于槽式和塔式太阳能热发电技术的商业化进程有一定的推动作用,有重要的工程参考价值。 本文采用理论分析和实验验证相结合的研究方法,对槽式和塔式聚光场跟踪控制技术进行了深入研究。本论文的主要内容和结论有: 1.本文基于槽式太阳能热发电技术,设计并在海南搭建完成一套太阳能海水淡化机组控制系统,主要包括槽式太阳能聚光器就地跟踪控制系统,和将槽式太阳能聚光场系统,热工系统和海水淡化系统整合在一起的联合上位控制系统。在控制系统层面验证了太阳能海水淡化(电水联产)方案的可行性。并且基于搭建完成的海南控制系统,从商业化角度出发,设计了一套新型的槽式太阳能聚光场跟踪控制系统,采用一组PLC控制7组抛物面槽式聚光器的集中控制方案。与海南控制系统相比,新方案节省了大约35%的硬件成本,用一个通讯节点代替原有设计的7个通信节点,降低了通讯压力。 2.本文基于塔式太阳能热发电技术,搭建完成了一套基于方位-俯仰传动形式的小定日镜开环跟踪控制系统,主要工作包括就地控制系统和上位控制系统的软件设计与搭建。基于对定日镜跟踪技术和工程实现方案的深入理解,遵循定日镜成本优化和长期跟踪精度提升的原则,设计了一套基于俯仰-倾斜传动形式的定日镜闭环跟踪控制系统。新的设计方案跳出了定日镜跟踪控制的惯有思维模式,采用一种新型双轴倾角传感器直接测量定日镜镜面实际位置,规避了开环控制的一些累积机械误差对跟踪精度的影响,为低成本定日镜就地控制系统的设计提供了新的思路。