技术领域
[0001] 本
发明属于太阳能热发电领域，具体涉及一种利用反射塔优化塔式太阳能热发电站的控制系统及方法。
背景技术
[0002]
定日镜场是塔式太阳能热发电站的重要组成部分，是由众多定日镜组成的定日镜群，用于将太阳光反射到塔的吸热器上。现有的塔式太阳能电站，通常是通过镜场控制系统控制定日镜的运动，使定日镜随着太阳
位置的变动调整
角度，实时将光斑投射到吸热器表面。镜场控制系统包括定日镜的控制设备、上位机
服务器群、起通讯作用的交换机等等，上位机通过交换机与定日镜的控制设备进行通讯。
[0003] 塔式太阳能热发电是利用独立
跟踪太阳的定日镜组成的定日镜群，将太阳光反射至固定于吸热塔的吸热器上，加热工质产生高温
蒸汽，再推动
汽轮机发电的一种发电方式。当项目规模较大时，定日镜群组成的镜场的范围也较大，就存在镜场局部
云遮挡的情况，此区域内的定日镜不能反射太阳光提供
能量，可能造成吸热器部分区域的能量明显低于其它区域。不均匀受热的吸热器材质寿命影响较大。从安全角度出发，当镜场出现局部云遮挡的情况，吸热器需要进入到低功率运行状态，即紧急撤离其它正常运行区域的定日镜，确保吸热器是均匀受热的。此时镜场定日镜的利用率是很低的。
[0004] 塔式太阳能热发电项目设计时，吸热器的设计能量是与镜场能提供平均能量相等的，随着一年四季的变化，部分区域的定日镜提供的最高能量将大于吸热器的设计能量值的，从安全角度出发，镜场会舍弃这部分能量，造成镜场定日镜的利用率下降的情况。
发明内容
[0005] 为了解决以上技术难题，本发明提供了一种利用反射塔优化塔式太阳能热发电站的控制系统及方法。本发明的技术方案可实现镜场出现局部云遮挡或者镜场局部能量过剩情况下，通过调整部分定日镜的目标点，从吸热器切换至二次反射塔，然后通过二次反射塔将太阳光投射至吸热器的其它区域，确保吸热器能均匀受热。本发明的技术方案如下：
[0006] 一种利用反射塔优化塔式太阳能热发电站的控制方法，包括如下步骤：
[0007] S1：建立一种利用反射塔优化塔式太阳能热发电站的控制系统，包括：顶部设置有吸热器的吸热塔、由定日镜群组成的定日镜场、用于控制各个定日镜运动的镜场控制系统、控制子系统；其中：
[0008] 所述定日镜场包括若干个区域，每个区域的定日镜群反射太阳光到吸热器的对应位置上，该述每个区域的定日镜部分处于待机状态、部分处于工作状态；每个区域对应设置有若干个二次反射塔，所述二次反射塔能将其他区域中的定日镜反射至其上的太阳光二次反射至本区域定日镜反射光所对应的吸热器位置上；
[0009] 所述控制子系统进一步包括：采集模
块、处理模块、控
制模块；
[0010] 所述采集模块与所述处理模块连接，所述处理模块与所述
控制模块连接，所述控制模块与所述镜场控制系统连接；
[0011] 所述采集模块，用于采集各个区域的太阳直接
辐射强度DNI值，并分别将各个区域的DNI值发送给处理模块；
[0012] 所述处理模块，用于接收各个区域的DNI值，并根据公式(1)计算各个区域实际能提供的镜场能量；并根据各个区域的镜场能量发现是否有区域出现镜场局部云遮挡或镜场局部能量过大的情况，并通过所述镜场控制系统去控制该区域的邻侧区域中的定日镜或该区域的定日镜的运动，以达到使吸热器受热均匀的目的；
[0013] 其中：公式(1)如下：
[0014]
[0015] n表示第n个镜场区域，m表示第n个镜场区域中将太阳光反射至吸热器对应位置的定日镜的数量；n和m均为正整数；DNI代表太阳直接辐射强度；Area1代表第n个镜场区域中将太阳光反射至吸热器对应位置的定日镜的面积；η1field代表定日镜的瞬时效率；E1表示第n个镜场区域实际能提供的镜场能量；其中：
[0016] 直接投射时，η1field＝η1re×η1ava×η1cl×η1cos×η1spi×η1att×η1sh×η1bl；式中：
[0017] η1re——
镜面反射率；η1cl——镜面清洁度；η1ava——镜场瞬时可利用率；η1cos——余弦效率；η1spi——截断效率；η1att——大气衰减效率；η1sh——镜场及吸热塔阴影效率；η1bl——遮挡效率；
[0018] S2：所述采集模块采集各个区域的太阳直接辐射强度DNI值，并分别将各个区域的DNI值发送给处理模块；
[0019] S3：所述处理模块预存有单个区域的定日镜群应提供的镜场能量的参考值；所述处理模块接收各个区域的DNI值，并根据步骤S1中的公式(1)计算各个区域提供的实际镜场能量，并将该述实际镜场能量分别与上述参考值进行比较；
[0020] 在所述定日镜场包括的若干个区域中，若同时仅存在实际镜场能量小于参考值的区域和等于参考值的区域，则吸热器受热不均匀，存在镜场局部云遮挡的情况，控制模块通过镜场控制系统控制其他区域的适量处于待机状态的定日镜直接或间接为实际镜场能量小于参考值的区域提供镜场能量，使得实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量与其他区域定日镜直接或间接补充的镜场能量之和等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布；
[0021] 在所述定日镜场包括的若干个区域中，若同时仅存在实际镜场能量大于参考值的区域和等于参考值的区域，则吸热器受热不均匀，存在镜场局部能量过大的情况，控制模块通过镜场控制系统控制实际镜场能量大于参考值的区域中的适量处于工作状态的定日镜处于待机状态，使得该区域提供的实际镜场能量等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布；
[0022] 在所述定日镜场包括的若干个区域中，若同时存在实际镜场能量大于参考值的区域、实际镜场能量等于参考值的区域和实际镜场能量小于参考值的区域，则控制模块通过镜场控制系统控制所述实际镜场能量大于参考值的区域的适量处于工作状态的定日镜变为处于待机状态的定日镜，使得本区域提供的能量等于参考值；之后控制模块控制实际镜场能量大于参考值的区域适量处于待机状态的定日镜直接或间接为所述实际镜场能量小于参考值的区域提供镜场能量，使得实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量与实际镜场能量大于参考值区域中的定日镜直接或间接向其提供的镜场能量之和等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布。
[0023] 进一步地，所述步骤S3中，“在所述定日镜场包括的若干个区域中，若同时仅存在实际镜场能量小于参考值的区域和等于参考值的区域，则吸热器受热不均匀，存在镜场局部云遮挡的情况，控制模块通过镜场控制系统控制其他区域的适量处于待机状态的定日镜直接或间接为实际镜场能量小于参考值的区域提供镜场能量，使得实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量与其他区域定日镜直接或间接补充的镜场能量之和等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布”，进一步包括：
[0024] 若所述实际镜场能量小于参考值的区域的左侧区域和右侧区域的处于待机状态的定日镜通过二次反射塔可向所述实际镜场能量小于参考值的区域提供的镜场能量大于等于所述实际镜场能量小于参考值的区域需要补充的镜场能量，则控制模块控制所述实际镜场能量小于参考值的区域的左侧区域和右侧区域中的适量处于待机状态的定日镜调整方向，将照射其上的太阳光反射至实际镜场能量小于参考值的区域所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至吸热器上，使得所述左侧区域和右侧区域通过二次反射塔向所述实际镜场能量小于参考值的区域提供的镜场能量与所述实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量之和等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布；
[0025] 若所述实际镜场能量小于参考值的区域的左侧区域和右侧区域的处于待机状态的定日镜通过二次反射塔可向所述实际镜场能量小于参考值的区域提供的镜场能量小于所述实际镜场能量小于参考值的区域需要补充的镜场能量，则控制模块控制至少一个上述左侧区域和/或右侧区域的邻侧区域的适量处于待机状态的定日镜调整方向，将照射其上的太阳光反射至上述左侧区域和/或右侧区域所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至上述左侧区域和/或右侧区域所对应的吸热器表面上，此时，控制模块控制所述左侧区域和/或右侧区域的适量处于工作状态的定日镜变为待机状态，以增加左侧区域和/或右侧区域中的待机定日镜数量；所述左侧区域/右侧区域中处于工作状态的定日镜提供的镜场能量和其邻侧区域通过二次反射塔为其补充的镜场能量之和等于所述参考值；
[0026] 控制模块控制上述左侧区域和/或右侧区域中适量处于待机状态的定日镜的反光方向，将照射其上的太阳光反射至所述实际镜场能量小于参考值的区域所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至其对应的吸热器位置上，为所述实际镜场能量小于参考值的区域提供镜场能量，且该被提供的镜场能量以及所述实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量之和等于参考值。
[0027] 进一步地，所述步骤S3中，“在所述定日镜场包括的若干个区域中，若同时存在实际镜场能量大于参考值的区域、实际镜场能量等于参考值的区域和实际镜场能量小于参考值的区域，则控制模块通过镜场控制系统控制所述实际镜场能量大于参考值的区域的适量处于工作状态的定日镜变为处于待机状态的定日镜，使得本区域提供的能量等于参考值；之后控制模块控制实际镜场能量大于参考值的区域适量处于待机状态的定日镜直接或间接为所述实际镜场能量小于参考值的区域提供镜场能量，使得实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量与实际镜场能量大于参考值区域中的定日镜直接或间接向其提供的镜场能量之和等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布”，进一步包括：
[0028] 若实际镜场能量大于参考值的区域在实际镜场能量小于参考值的区域的邻侧，则控制模块通过镜场控制系统控制所述实际镜场能量大于参考值的区域的适量处于工作状态的定日镜变为处于待机状态的定日镜，此时，所述实际镜场能量大于参考值的区域的处于工作状态的定日镜提供的镜场能量等于所述参考值；
[0029] 之后控制模块控制实际镜场能量大于参考值的区域中的适量处于待机状态的定日镜调整反光方向，将照射其上的太阳光反射至镜场能量小于参考值的区域所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至其对应的吸热器的位置上，为所述实际镜场能量小于参考值的区域提供镜场能量；此时，所述实际镜场能量大于参考值的区域通过二次反射塔为所述实际镜场能量小于参考值的区域提供的能量以及所述实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量之和等于参考值；
[0030] 若实际镜场能量大于参考值的区域不在实际镜场能量小于参考值的区域的邻侧，则控制模块通过镜场控制系统控制所述实际镜场能量大于参考值的区域的适量处于工作状态的定日镜变为处于待机状态的定日镜，此时，所述实际镜场能量大于参考值的区域的处于工作状态的定日镜提供的镜场能量等于所述参考值；
[0031] 控制模块控制实际镜场能量大于参考值的区域中的适量处于待机状态的定日镜调整反光方向，将照射其上的太阳光反射至其邻侧的区域对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至其对应的吸热器位置上，为所述邻侧区域提供镜场能量；
[0032] 控制模块控制前述邻侧区域的适量处于工作状态的定日镜变为待机状态；所述邻侧区域的处于工作状态的定日镜提供的镜场能量以及前述通过二次反射塔为其提供的镜场能量之和等于所述参考值；
[0033] 控制模块控制前述邻侧区域中适量处于待机状态的定日镜调整反光方向，将照射其上的太阳光反射至该邻侧区域的邻侧区域所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至其对应的吸热器位置上；
[0034] 依次操作，直到，控制模块控制所述实际镜场能量小于参考值的区域的邻侧区域中适量处于待机状态的定日镜调整反光方向，将照射其上的太阳光反射至所述实际镜场能量小于参考值的区域所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至其对应的吸热器位置上，为所述实际镜场能量小于参考值的区域提供镜场能量；此时，所述实际镜场能量小于参考值的区域的邻侧区域通过二次反射塔为所述实际镜场能量小于参考值的区域所提供的镜场能量以及所述实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量之和等于参考值。
[0035] 进一步地，所述步骤S3中，通过二次反射塔所能提供的镜场能量依据公式(2)计算，如下：
[0036]
[0037] s表示参加二次反射的定日镜的数量，s为正整数；DNI代表太阳直接辐射强度； Area2代表参加二次反射的定日镜的面积；η2field代表通过二次反射塔反射的定日镜的瞬时效率；E2表示通过二次反射提供的镜场能量；其中：
[0038] η2field＝ηre×ηava×ηcl×ηcos×ηspi×ηatt×ηsh×ηb1×ηre2×ηava2×ηc12×ηcos2×ηspi2×ηatt2×ηsh2×ηb12；
[0039] 式中：
[0040] ηre——镜面反射率；
[0041] ηc1——镜面清洁度；
[0042] ηava——镜场瞬时可利用率；
[0043] ηcos——余弦效率；
[0044] ηspi——截断效率；
[0045] ηatt——大气衰减效率；
[0046] ηsh——镜场及吸热塔阴影效率；
[0047] ηb1——遮挡效率；
[0048] ηre2——二次反射时镜面反射率；
[0049] ηc12——二次反射时镜面清洁度；
[0050] ηava2——二次反射时镜场瞬时可利用率；
[0051] ηcos2——二次反射时余弦效率；
[0052] ηspi2——二次反射时截断效率；
[0053] ηatt2——二次反射时大气衰减效率；
[0054] ηsh2——二次反射时镜场及吸热塔阴影效率；
[0055] ηb12——二次反射时遮挡效率。
[0056] 进一步地，所述采集模块包括设置于每一区域的采集单元；所述采集单元包括若干个均匀分布在每一区域的采集装置。
[0057] 进一步地，所述二次反射塔为安装有二次反射镜的高塔，其能将定日镜反射的太阳光再次反射至吸热器上。
[0058] 一种利用反射塔优化塔式太阳能热发电站的控制系统，包括：顶部设置有吸热器的吸热塔、由定日镜群组成的定日镜场、用于控制各个定日镜运动的镜场控制系统、控制子系统；所述定日镜场包括若干个区域，每个区域的定日镜群反射太阳光到吸热器的对应位置上，该述每个区域的定日镜部分处于待机状态、部分处于工作状态；每个区域对应设置有若干个二次反射塔，所述二次反射塔能将其他区域中的定日镜反射至其上的太阳光二次反射至本区域定日镜反射光所对应的吸热器位置上；
[0059] 所述控制子系统进一步包括：采集模块、处理模块、控制模块；
[0060] 所述采集模块与所述处理模块连接，所述处理模块与所述控制模块连接，所述控制模块与所述镜场控制系统连接；
[0061] 所述采集模块，用于采集各个区域的太阳直接辐射强度DNI值，并分别将各个区域的DNI值发送给处理模块；所述处理模块，用于接收各个区域的DNI值，并根据公式 (1)计算各个区域实际能提供的镜场能量；并根据各个区域的镜场能量发现是否有区域出现镜场局部云遮挡或镜场局部能量过大的情况，并通过所述镜场控制系统去控制该区域的邻侧区域中的定日镜或该区域的定日镜的运动，以达到使吸热器受热均匀的目的；
[0062] 其中：公式(1)如下：
[0063]
[0064] n表示第n个镜场区域，m表示第n个镜场区域中将太阳光反射至吸热器对应位置的定日镜的数量；n和m均为正整数；DNI代表太阳直接辐射强度；Area1代表第n个镜场区域中将太阳光反射至吸热器对应位置的定日镜的面积；η1field代表定日镜的瞬时效率；E1表示第n个镜场区域实际能提供的镜场能量；其中：
[0065] 直接投射时，η1field＝η1re×η1ava×η1c1×η1cos×η1spi×η1att×η1sh×η1bl；式中：
[0066] η1re——镜面反射率；η1cl——镜面清洁度；η1ava——镜场瞬时可利用率；η1cos——余弦效率；η1spi——截断效率；η1att——大气衰减效率；η1sh——镜场及吸热塔阴影效率；η1bl——遮挡效率。
[0067] 进一步地，通过二次反射塔所能提供的镜场能量依据公式(2)计算，如下：
[0068]
[0069] 其中：s表示参加二次反射的定日镜的数量，s为正整数；DNI代表太阳直接辐射强度；Area2代表参加二次反射的定日镜的面积；η2field代表通过二次反射塔反射的定日镜的瞬时效率；E2表示通过二次反射提供的镜场能量；其中：
[0070] η2field＝ηre×ηava×ηcl×ηcos×ηspi×ηatt×ηsh×ηbl×ηre2×ηava2×ηc12×ηcos2×ηspi2×ηatt2×ηsh2×ηb12；
[0071] 式中：
[0072] ηre——镜面反射率；
[0073] ηc1——镜面清洁度；
[0074] ηava——镜场瞬时可利用率；
[0075] ηcos——余弦效率；
[0076] ηspi——截断效率；
[0077] ηatt——大气衰减效率；
[0078] ηsh——镜场及吸热塔阴影效率；
[0079] ηb1——遮挡效率；
[0080] ηre2——二次反射时镜面反射率；
[0081] ηc12——二次反射时镜面清洁度；
[0082] ηava2——二次反射时镜场瞬时可利用率；
[0083] ηcos2——二次反射时余弦效率；
[0084] ηspi2——二次反射时截断效率；
[0085] ηatt2——二次反射时大气衰减效率；
[0086] ηsh2——二次反射时镜场及吸热塔阴影效率；
[0087] ηb12——二次反射时遮挡效率。
[0088] 进一步地，所述采集模块包括设置于每一区域的采集单元；所述采集单元包括若干个均匀分布在每一区域的采集装置。
[0089] 进一步地，所述二次反射塔为安装有二次反射镜的高塔，其能将定日镜反射的太阳光再次反射至吸热器上。
[0090] 与
现有技术相比，本发明的有益效果如下：
[0091] 1、本发明能有效的解决镜场局部云遮挡时，吸热器部分区域的能量不足的问题，能确保在镜场局部云遮挡时，吸热器能继续运行，无须进入低功率运行模式，提升了镜场定日镜的利用率；
[0092] 2、本发明能有效的解决镜场局部能量过大的问题，将剩余能量通过二次反射塔提供给部分不足的区域，提升吸热器能以高效率长期运行，并提升镜场定日镜的利用率。
附图说明
[0093] 通过阅读参照以下附图对非限制性
实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0094] 图1为本发明具体实施例一种利用反射塔优化塔式太阳能热发电站的控制系统的示意图；
[0095] 图2为本发明第一实施例出现镜场局部云遮挡情况的示意图；
[0096] 图3为本发明第二实施例出现镜场局部云遮挡情况的示意图；
[0097] 图4为本发明第四实施例出现镜场局部能量过大情况的示意图。
具体实施方式
[0098] 下面结合几个具体实施例对本发明的上述技术方案进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
[0099] 一种利用反射塔优化塔式太阳能热发电站的控制方法，包括如下步骤：
[0100] S1：如图1，建立一种利用反射塔优化塔式太阳能热发电站的控制系统，包括：顶部设置有吸热器的吸热塔、由定日镜群组成的定日镜场、用于控制各个定日镜运动的镜场控制系统、控制子系统；其中：
[0101] 所述定日镜场包括若干个区域，每个区域的定日镜群反射太阳光到吸热器的对应位置上；每个区域对应设置有若干个二次反射塔，所述二次反射塔能将其他区域中的定日镜反射至其上的太阳光二次反射至本区域定日镜反射光所对应的吸热器位置上。
[0102] 需要说明的是，同一面定日镜运行时一般有两种状态：待机状态、工作状态，并且它同一时刻只能处于其中某一种状态之下。
[0103] 正常状态下，每个区域的定日镜部分处于待机状态，部分处于工作状态；这里的工作状态是
指定日镜在本区域内将太阳光直接反射至吸热器对应位置的状态。
[0104] 参见图1，后续的五个实施例均在此
基础上进行展开，图中定日镜场被分为四个区域：镜场A区、镜场B区、镜场C区、镜场D区。每个区域分别对应设置二次反射塔 A、B、C、D。这里仅为举例，本发明不对分区的数量以及每个区域分布的二次反射塔的数量做出限定。
[0105] 同时，这里设定4个分区的能量是均匀分布的。镜场正常运行过程中，4个分区向吸热器均匀投射相应的能量，满足吸热器运营需要。所述二次反射塔为安装有二次反射镜的高塔，其能将定日镜反射的太阳光再次反射至吸热器上。
[0106] 所述控制子系统进一步包括：采集模块、处理模块、控制模块。所述采集模块与所述处理模块连接，所述处理模块与所述控制模块连接，所述控制模块与所述镜场控制系统连接。
[0107] 所述采集模块，用于采集各个区域的太阳直接辐射强度DNI值，并分别将各个区域的DNI值发送给处理模块。
[0108] 所述采集模块包括设置于每一区域的采集单元；所述采集单元包括若干个均匀分布在每一区域的采集装置。该述采集装置可为安装在镜场范围内的光感装置，此处仅为举例，本发明不对此作出限定。
[0109] 所述处理模块，用于接收各个区域的DNI值，并根据公式(1)计算各个区域实际能提供的镜场能量；并根据各个区域的镜场能量发现是否有区域出现镜场局部云遮挡或镜场局部能量过大的情况，并通过所述镜场控制系统去控制该区域的邻侧区域中的定日镜或该区域的定日镜的运动，以达到使吸热器受热均匀的目的；
[0110] 其中：公式(1)如下：
[0111]
[0112] n表示第n个镜场区域，m表示第n个镜场区域中将太阳光反射至吸热器对应位置的定日镜的数量，即该镜场区域中处于工作状态的定日镜的数量；n和m均为正整数； DNI代表太阳直接辐射强度；Area1代表第n个镜场区域中将太阳光反射至吸热器对应位置的定日镜的面积；η0field代表定日镜的瞬时效率；E1表示第n个镜场区域实际能提供的镜场能量；
[0113] 其中：直接投射时，η1field＝η1re×η1ava×η1cl×η1cos×η1spi×η1att×η1sh×η1b1；
[0114] 式中：η1re——镜面反射率；η1cl——镜面清洁度；η1ava——镜场瞬时可利用率；η1cos——余弦效率；η1spi——截断效率；η1att——大气衰减效率；η1sh——镜场及吸热塔阴影效率；η1bl——遮挡效率。
[0115] S2：所述采集模块采集各个区域的太阳直接辐射强度DNI值，并分别将各个区域的DNI值发送给处理模块；
[0116] S3：所述处理模块预存有单个区域定日镜群应提供镜场能量的参考值；所述处理模块接收各个区域的DNI值，并根据步骤S1中的公式(1)计算各个区域的实际镜场能量，并将该述实际镜场能量分别与上述参考值进行比较。
[0117] 上述DNI(Direct Normal Irradiance)为本领域常用参数，同一镜场区域DNI的值基本相同，若整个区域发生云遮挡的情况，则认为DNI数值为0。
[0118] 在所述定日镜场包括的若干个区域中，若同时仅存在实际镜场能量小于参考值的区域和等于参考值的区域，则吸热器受热不均匀，存在镜场局部云遮挡的情况，控制模块通过镜场控制系统控制其他区域的适量处于待机状态的定日镜直接或间接为实际镜场能量小于参考值的区域提供镜场能量，使得实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量与其他区域定日镜直接或间接补充的镜场能量之和等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布；
[0119] 在所述定日镜场包括的若干个区域中，若同时仅存在实际镜场能量大于参考值的区域和等于参考值的区域，则吸热器受热不均匀，存在镜场局部能量过大的情况，控制模块通过镜场控制系统控制实际镜场能量大于参考值的区域中的适量处于工作状态的定日镜处于待机状态，使得该区域提供的实际镜场能量等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布；
[0120] 在所述定日镜场包括的若干个区域中，若同时存在实际镜场能量大于参考值的区域、实际镜场能量等于参考值的区域和实际镜场能量小于参考值的区域，则控制模块通过镜场控制系统控制所述实际镜场能量大于参考值的区域的适量处于工作状态的定日镜变为处于待机状态的定日镜，使得本区域提供的能量等于参考值；之后控制模块控制实际镜场能量大于参考值的区域适量处于待机状态的定日镜直接或间接为所述实际镜场能量小于参考值的区域提供镜场能量，使得实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量与实际镜场能量大于参考值区域中的定日镜直接或间接向其提供的镜场能量之和等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布。
[0121] 在本发明的第一实施例中，在所述定日镜场包括的若干个区域中，同时仅存在实际镜场能量小于参考值的区域和等于参考值的区域，吸热器受热不均匀，存在镜场局部云遮挡的情况。且所述实际镜场能量小于参考值的区域的左侧区域和右侧区域的处于待机状态的定日镜通过二次反射塔可向所述实际镜场能量小于参考值的区域提供的镜场能量大于等于所述实际镜场能量小于参考值的区域需要补充的镜场能量。
[0122] 针对该种情况，控制模块控制所述实际镜场能量小于参考值的区域的左侧区域和右侧区域中的适量处于待机状态的定日镜调整方向，将照射其上的太阳光反射至实际镜场能量小于参考值的区域所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至吸热器上，使得所述左侧区域和右侧区域通过二次反射塔向所述实际镜场能量小于参考值的区域提供的镜场能量与所述实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量之和等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布。
[0123] 其中：通过二次反射塔所能提供的镜场能量依据公式(2)计算，如下：
[0124]
[0125] s表示参加二次反射的定日镜的数量，s为正整数；DNI代表太阳直接辐射强度； Area2代表参加二次反射的定日镜的面积；η2field代表通过二次反射塔反射的定日镜的瞬时效率；E2表示通过二次反射提供的镜场能量；其中：
[0126] η2field＝ηre×ηava×ηc1×ηcos×ηspi×ηatt×ηsh×ηb1×ηre2×ηava2×ηc12×ηcos2×ηspi2×ηatt2×ηsh2×ηb12；
[0127] 式中：
[0128] ηre——镜面反射率；
[0129] ηc1——镜面清洁度；
[0130] ηava——镜场瞬时可利用率；
[0131] ηcos——余弦效率；
[0132] ηspi——截断效率；
[0133] ηatt——大气衰减效率；
[0134] ηsh——镜场及吸热塔阴影效率；
[0135] ηb1——遮挡效率；
[0136] ηre2——二次反射时镜面反射率；
[0137] ηc12——二次反射时镜面清洁度；
[0138] ηava2——二次反射时镜场瞬时可利用率；
[0139] ηcos2——二次反射时余弦效率；
[0140] ηspi2——二次反射时截断效率；
[0141] ηatt2——二次反射时大气衰减效率；
[0142] ηsh2——二次反射时镜场及吸热塔阴影效率；
[0143] ηb12——二次反射时遮挡效率。
[0144] 同时，需要注意的时，在挑选参加二次反射的定日镜时，可以先根据不同定日镜所提供能量进行由高到底的排序，优先选择能量比较高定日镜，这样可以较少数量转动定日镜来满足当前的能量要求，达到一个最优的方案。
[0145] 如图2，第一实施例中，镜场A区域发生云遮挡的情况，此时A区域对应的吸热器面板能量急速降低。对应地，A区的实际镜场能量小于参考值，而B、C、D各区的实际镜场能量等于参考值。且B区、C区处于待机状态的定日镜通过二次反射塔可向A 区提供的镜场能量大于等于A区需要补充的镜场能量。
[0146] 控制模块通过镜场控制系统控制A区左右两侧区域的B、C区中的适量处于待机状态的定日镜调整方向，将照射其上的太阳光反射至二次反射塔A上，再通过二次反射塔 A将太阳光反射至吸热器上，使得所述B区和C区通过二次反射塔向A区提供的镜场能量与A区自身提供的镜场能量(即A区中处于工作状态的定日镜提供的镜场能量) 之和等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布。
[0147] 为了简单示意，图2仅画出了B区对A区的能量补充。
[0148] 本实施例同时公开了一种利用反射塔优化塔式太阳能热发电站的控制系统，包括：顶部设置有吸热器的吸热塔、由定日镜群组成的定日镜场、用于控制各个定日镜运动的镜场控制系统、控制子系统；
[0149] 所述定日镜场包括若干个区域，每个区域的定日镜群反射太阳光到吸热器的对应位置上，该述每个区域的定日镜部分处于待机状态、部分处于工作状态；每个区域对应设置有若干个二次反射塔，所述二次反射塔能将其他区域中的定日镜反射至其上的太阳光二次反射至本区域定日镜反射光所对应的吸热器位置上；
[0150] 所述控制子系统进一步包括：采集模块、处理模块、控制模块；
[0151] 所述采集模块与所述处理模块连接，所述处理模块与所述控制模块连接，所述控制模块与所述镜场控制系统连接；
[0152] 所述采集模块，用于采集各个区域的太阳直接辐射强度DNI值，并分别将各个区域的DNI值发送给处理模块；所述处理模块，用于接收各个区域的DNI值，并根据公式 (1)计算各个区域实际能提供的镜场能量；并根据各个区域的镜场能量发现是否有区域出现镜场局部云遮挡或镜场局部能量过大的情况，并通过所述镜场控制系统去控制该区域的邻侧区域中的定日镜或该区域的定日镜的运动，以达到使吸热器受热均匀的目的；
[0153] 其中：公式(1)如下：
[0154]
[0155] n表示第n个镜场区域，m表示第n个镜场区域中将太阳光反射至吸热器对应位置的定日镜的数量；n和m均为正整数；DNI代表太阳直接辐射强度；Area1代表第n个镜场区域中将太阳光反射至吸热器对应位置的定日镜的面积；η1field代表定日镜的瞬时效率；E1表示第n个镜场区域实际能提供的镜场能量；其中：
[0156] 直接投射时，η1field＝η1re×η1ava×η1c1×η1cos×η1spi×η1att×η1sh×η1b1；式中：
[0157] η1re——镜面反射率；η1c1——镜面清洁度；η1ava——镜场瞬时可利用率；η1cos——余弦效率；η1spi——截断效率；η1att——大气衰减效率；η1sh——镜场及吸热塔阴影效率；η1bl——遮挡效率。
[0158] 通过二次反射塔所能提供的镜场能量依据公式(2)计算，如下：
[0159]
[0160] s表示参加二次反射的定日镜的数量，s为正整数；DNI代表太阳直接辐射强度； Area2代表参加二次反射的定日镜的面积；η2field代表通过二次反射塔反射的定日镜的瞬时效率；E2表示通过二次反射提供的镜场能量；其中：
[0161] η2field＝ηre×ηava×ηc1×ηcos×ηspi×ηatt×ηsh×ηb1×ηre2×ηava2×ηc12×ηcos2×ηspi2×ηatt2×ηsh2×ηb12；
[0162] 式中：
[0163] ηre——镜面反射率；
[0164] ηc1——镜面清洁度；
[0165] ηava——镜场瞬时可利用率；
[0166] ηcos——余弦效率；
[0167] ηspi——截断效率；
[0168] ηatt——大气衰减效率；
[0169] ηsh——镜场及吸热塔阴影效率；
[0170] ηb1——遮挡效率；
[0171] ηre2——二次反射时镜面反射率；
[0172] ηc12——二次反射时镜面清洁度；
[0173] ηava2——二次反射时镜场瞬时可利用率；
[0174] ηcos2——二次反射时余弦效率；
[0175] ηspi2——二次反射时截断效率；
[0176] ηatt2——二次反射时大气衰减效率；
[0177] ηsh2——二次反射时镜场及吸热塔阴影效率；
[0178] ηb12——二次反射时遮挡效率。
[0179] 在第一实施例中，实际镜场能量小于参考值的区域镜场A区的左右两侧区域镜场B 区、镜场C区处于待机状态的定日镜通过二次反射塔可向A区提供的镜场能量大于等于A区需要补充的镜场能量，能满足区域A的能量需求。
[0180] 但在实际使用时，所述实际镜场能量小于参考值的区域的左侧区域和右侧区域的处于待机状态的定日镜通过二次反射塔可向所述实际镜场能量小于参考值的区域提供的镜场能量也可能小于所述实际镜场能量小于参考值的区域需要补充的镜场能量，从而无法满足实际镜场能量小于参考值的区域的能量需求。本发明的第二实施例即对应该种情况，参见图3。
[0181] 如出现该种情况，则控制模块控制至少一个上述左侧区域和/或右侧区域的邻侧区域的适量处于待机状态的定日镜调整方向，将照射其上的太阳光反射至上述左侧区域和/ 或右侧区域所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至上述左侧区域和 /或右侧区域所对应的吸热器表面上，此时，控制模块控制所述左侧区域和/或右侧区域的适量处于工作状态的定日镜变为待机状态，以增加左侧区域和/或右侧区域中的待机定日镜数量；所述左侧区域/右侧区域中处于工作状态的定日镜提供的镜场能量和其邻侧区域通过二次反射塔为其补充的镜场能量之和等于所述参考值；
[0182] 控制模块控制上述左侧区域和/或右侧区域中适量处于待机状态的定日镜的反光方向，将照射其上的太阳光反射至所述实际镜场能量小于参考值的区域所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至其对应的吸热器位置上，为所述实际镜场能量小于参考值的区域提供镜场能量，且该被提供的镜场能量以及所述实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量之和等于参考值。
[0183] 通过该种方案，则任意区域被云遮挡，都能够充分利用整个镜场中的定日镜直接或间接为其补充能量，使得整个镜场定日镜的利用率得到有效提升。
[0184] 在本发明的第二实施例中，镜场B区和镜场C区的处于待机状态的定日镜通过二次反射塔可向A区提供的能量小于A区需要补充的能量，无法满足镜场A区的能量需求。
[0185] 控制模块控制位于镜场B区和镜场C区邻侧的镜场D区的适量处于待机状态的定日镜调整方向，将照射其上的太阳光分别反射至上述镜场B区和镜场C区所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光分别反射至上述镜场B区和镜场C区所对应的吸热器表面上，此时，控制模块控制镜场B区和镜场C区的适量处于工作状态的定日镜变为待机状态，以增加镜场B区和镜场C区中的待机定日镜数量。此时，B区/C 区中处于工作状态的定日镜提供的镜场能量和D区通过二次反射塔为其补充的镜场能量之和等于所述参考值。
[0186] 控制模块控制镜场B区和镜场C区中适量处于待机状态的定日镜的反光方向，将照射其上的太阳光反射至镜场A区所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至其对应的吸热器位置上，为A区提供镜场能量，且该被提供的镜场能量以及A 区自身提供的镜场能量之和等于参考值。
[0187] 为了简单示意，图3仅画出了D区对B区的能量补充，B区对A区的能量补充。
[0188] 本实施例中，镜场B区和镜场C区的邻侧区域均为镜场D区，D区分别为B区和 C区补充能量。具体实施时，D区也仅为B区或C区补充能量；或者，镜场B区和镜场C区也可有不同的邻侧区域，不同的邻侧区域可分别对应的B区和C区补充能量。这里仅为举例，本发明不对其作出限定。
[0189] 在本发明的第三实施例中，在所述定日镜场包括的若干个区域中，同时仅存在实际镜场能量大于参考值的区域和等于参考值的区域，则吸热器受热不均匀，存在镜场局部能量过大的情况，控制模块通过镜场控制系统控制实际镜场能量大于参考值的区域中的适量处于工作状态的定日镜处于待机状态，使得该区域提供的实际镜场能量等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布。
[0190] 在本发明的第四实施例中，在所述定日镜场包括的若干个区域中，同时存在实际镜场能量大于参考值的区域、实际镜场能量等于参考值的区域和实际镜场能量小于参考值的区域。且所述实际镜场能量大于参考值的区域在实际镜场能量小于参考值的区域的邻侧。
[0191] 针对该种情况，控制模块通过镜场控制系统控制所述实际镜场能量大于参考值的区域的适量处于工作状态的定日镜变为处于待机状态的定日镜，此时，所述实际镜场能量大于参考值的区域的处于工作状态的定日镜提供的镜场能量等于所述参考值。
[0192] 之后控制模块控制实际镜场能量大于参考值的区域中的适量处于待机状态的定日镜调整反光方向，将照射其上的太阳光反射至镜场能量小于参考值的区域所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至其对应的吸热器的位置上，为所述实际镜场能量小于参考值的区域提供镜场能量；此时，所述实际镜场能量大于参考值的区域通过二次反射塔为所述实际镜场能量小于参考值的区域提供的能量以及所述实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量之和等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布。
[0193] 如图4，在第四实施例中，随着太阳高度角变化，A区域实际镜场能量大于参考值，而B、C区实际镜场能量小于参考值，D区实际镜场能量等于参考值，A区在B区和C 区的邻侧。控制模块通过镜场控制系统控制A区中适量处于工作状态的定日镜变为处于待机状态的定日镜，此时，A区处于工作状态的定日镜提供的镜场能量等于所述参考值。
[0194] 之后控制模块控制A区中适量处于待机状态的定日镜调整反光方向，将照射其上的太阳光分别反射至B区和C区所对应的二次反射塔上，再分别通过二次反射塔将太阳光反射至二者对应的吸热器的位置上，为B区和C区提供镜场能量；此时，A区通过二次反射塔为B区/C区提供的能量以及B区/C区自身提供的镜场能量之和等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布。
[0195] 在本发明的第四实施中，实际镜场能量大于参考值的区域镜场A区在实际镜场能量小于参考值的区域镜场B区和镜场C区的邻侧。但在实际使用时，实际镜场能量大于参考值的区域可能不在实际镜场能量小于参考值的区域的邻侧。本发明的第五实施例即对应该种情况。
[0196] 针对本发明第五实施例的该种情况，控制模块通过镜场控制系统控制所述实际镜场能量大于参考值的区域的适量处于工作状态的定日镜变为处于待机状态的定日镜，此时，所述实际镜场能量大于参考值的区域的处于工作状态的定日镜提供的镜场能量等于所述参考值；
[0197] 控制模块控制实际镜场能量大于参考值的区域中的适量处于待机状态的定日镜调整反光方向，将照射其上的太阳光反射至其邻侧的区域对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至其对应的吸热器位置上，为所述邻侧区域提供镜场能量；
[0198] 控制模块控制前述邻侧区域的适量处于工作状态的定日镜变为待机状态；所述邻侧区域的处于工作状态的定日镜提供的镜场能量以及前述通过二次反射塔为其提供的镜场能量之和等于所述参考值；
[0199] 控制模块控制前述邻侧区域中适量处于待机状态的定日镜调整反光方向，将照射其上的太阳光反射至该邻侧区域的邻侧区域所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至其对应的吸热器位置上；
[0200] 依次操作，直到，控制模块控制所述实际镜场能量小于参考值的区域的邻侧区域中适量处于待机状态的定日镜调整反光方向，将照射其上的太阳光反射至所述实际镜场能量小于参考值的区域所对应的二次反射塔上，再通过二次反射塔将太阳光反射至其对应的吸热器位置上，为所述实际镜场能量小于参考值的区域提供镜场能量；此时，所述实际镜场能量小于参考值的区域的邻侧区域通过二次反射塔为所述实际镜场能量小于参考值的区域所提供的镜场能量以及所述实际镜场能量小于参考值的区域自身提供的镜场能量之和等于参考值，进而使得吸热器表面的能量均匀分布。
[0201] 以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在
权利要求的范围内做出各种变化或
修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本
申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
