塔式太阳能热发电系统能量最优匹配控制及调度策略研究

Solar tower thermal power electricity-generation technology is a clean, environmentally friendly and renewable mode of power producation. This project focuses on the light-gathering and heat-accumulating subsystem which is a core apparatus of solar tower power plant. Based on the wireless network communication dispatching approach, utilizing the reginonal devision and hierarchical control technique, this project studies the simulation,control, and optimal distribution design of the heliostat field to achieve the energy optimal balance between the light-gathering and the heat-accummulating subsystem. Moreover，the key technical issues such as high accuracy sun-tracking, light-gathering control of large scaled heliostat clusters, thermal energy flow optimal distribution control of heat absorber on central tower are studied. This project will deliver algorithms for energy-balance and energy-efficient solar energy collection, which help the solar tower power plant running under finite investment cost and of great significance of theory and application.

塔式太阳能热发电技术是一种清洁环保的可再生能源的生产利用方式。本项目针对塔式太阳能热发电站的核心部件聚光集热子系统，基于分布式无线通讯网络调度的方法，采用区域划分、分层控制的方式，进行定日镜场模拟仿真、最优分布设计和控制调度策略等多项研究，以解决大规模整体定日镜场的高精度追日聚光跟踪控制和集热塔吸热器的热能流量最优分布控制等关键技术问题，实现有限投资成本下，塔式太阳能聚光集热子系统的能量最优匹配和高效节能的太阳能收集,具有重要的理论意义和应用价值。

塔式太阳能热发电技术是一种清洁环保的可再生能源的生产利用方式。本项目针对塔式太阳能热发电站的核心部件聚光集热子系统存在的非线性、时滞和不确定性展开理论研究，较圆满地完成了研究工作计划，较好地达到了预定目标。我们提出了基于分层式调度思想的整体解决方案，建立了基于机理的单镜非线性控制模型和镜场多智能体模型；采用区域划分、分层控制的方式，研究结合自适应思想进行闭环控制，重点研究带有输入时滞的多智能体系统控制问题；基于分布式无线通讯网络调度的方法，研究了基于无线网络的低成本高可靠调度策略，重点研究异构多智能体网络的同步问题、无线网络控制系统中的时滞与丢包问题、马尔科夫跳变线性系统的无源性非脆弱控制问题、具有饱和执行器的复杂动态系统的采样同步问题等，取得了一些成果。项目组共发表期刊论文9篇，其中SCI检索国际期刊论文8篇，国际会议论文4篇。本项目的研究结果将有助于解决定日镜集群追日聚光跟踪控制成本高、精度差的难题，克服集热塔吸热器热能流量分布不均匀的缺陷；并有望突破太阳能收集成本昂贵、不利于大规模应用的瓶颈，最终实现塔式太阳能热发电站聚光集热子系统的能量最优匹配。