CN209980101U - 一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度*** - Google Patents
一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度*** Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型公开了一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度***，包括定日镜实时跟踪控制器、定日镜组控制器、数据服务器与控制服务器，所述的定日镜实时跟踪控制器包括控制模块一、定日镜本体、驱动模块、基本IO模块与电源模块一，若干定日镜实时跟踪控制器组成定日控制器组，定日镜组控制器包括控制模块二与电源模块，控制模块二通过带有的四条Can总线通讯网络或LTE无线专网模块连接若干个定日镜实时跟踪控制器，定日镜组控制器通过双冗余的以太网接入数据服务器与控制服务器。优点：分层控制、数据管理、***通讯高可靠性、精准计算、实时传输数据汇总存储。
Description
技术领域
本实用新型涉及自动化控制、太阳能即热***的技术领域，特别是一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度***。
背景技术
太阳能光热发电和高温热利用是人们对太阳能自然资源的一个新型高效的利用方式，通过大规模的镜场对太阳能聚焦，可以形成高质量的热源，从而可以进行光热发电或高温热利用。太阳能光热相对其他可再生能源有其优越性：可以连续调节，从而可以参与电网的调峰、调频；可以大规模低成本的储能，目前储热的成本是化学电储能成本的一百三十三分之一；它是真正的 清洁能源，从供应链到能源生产的整个过程都是接近于零污染，零排放。目前，传统的控制***，如PLC，DCS***，都不能很好的用于大规模镜场的控制，因为镜场有其区别于其他过程控制对象的特点：节点多，数据量大，安全和实时性要求高，对环境的要求苛刻。普通的控制***根本不能满足实际生产的要求。
现有追踪技术正处于市场化、产业化的前期，如何提高性能、降低控制成本、根据任务实时性、分层控制、数据管理、***通讯高可靠性、精准计算、实时传输数据汇总存储是现阶段的追日控制***主要研究与开发的关键。
实用新型内容
为解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种分级控制与数据存储控制边缘计算机制、实现大规模镜场控制和实时调度、通讯高效可靠、通过航天级别追日算法控制定日镜本体的俯仰角和高度角、实现实时追日的目的的新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度***。
为实现上述目的，本实用新型的技术方案：
一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度***，包括定日镜实时跟踪控制器、定日镜组控制器、数据服务器与控制服务器，所述的定日镜实时跟踪控制器包括控制模块一、定日镜本体、驱动模块、基本IO模块与电源模块一，若干定日镜实时跟踪控制器组成定日控制器组，定日镜组控制器包括控制模块二与电源模块，控制模块二通过带有的四条Can总线通讯网络或LTE无线专网模块连接若干个定日镜实时跟踪控制器，定日镜组控制器通过双冗余的以太网接入数据服务器与控制服务器。
作为优选，所述的定日镜组控制器通过四条Can总线通讯网络分别串联若干定日镜实时跟踪控制器或通过LTE无线专网模块控制若干定日镜实时跟踪控制器。
作为优选，所述的定日镜组控制器上的每条Can总线通讯网络可以串联最多100个定日镜实时跟踪控制器。
作为优选，所述的定日镜本体的俯仰角和高度角角度调节通过航天级别的SPA算法，根据天文学太阳日历公式，根据时间和当地经纬度坐标，直接计算出太阳的实时高度角和方位角角度，输出给驱动模块。
作为优选，所述的定日控制器组上的定日镜实时跟踪控制器数量可根据定日镜本体数量进行增加，定日镜组控制器数量可根据定日控制器组数量进行增加。
本实用新型的有益条件在于：
1、根据数据服务器与控制服务器发出的定日镜本体经纬度坐标以及***时间，通过天文SPA算法，根据天文学太阳日历公式，直接算出太阳的实时高度角和方位角角度，从而控制定日镜本体的俯仰角和高度角；
2、定日镜组控制器通过四条Can总线通讯网络连接四组定日控制器组，且若干定日镜组控制器均通过其上的LTE无线专网模块分别与数据服务器、控制服务器连接，定日镜组控制器上每条Can总线通讯网络可以串联最多100个定日镜实时跟踪控制器，LTE无线专网模块使得定日镜控制器的布置更加灵活，也大大降低现场通讯网络的施工和调试成本；
3、采用航天级别的SPA追日算法，1000年的追日误差在0.0002度左右，满足光热点跟踪高精度追日控制的要求；
4、分级控制和数据存储边缘计算机制设计，解决数据大容量存储处理难题，设置了定日镜实时跟踪控制器独立进行SPA追日算法计算，以及本地的数据存储，定日镜组控制器则对所连接的所有定日镜实时跟踪控制器的数据进行汇总存储，并根据数据服务器与控制服务器的要求，实时的响应传输必须的数据，而不是所有数据，通过两级的数据存储，降低***的数据存储和传输压力，可以使***适应百万级节点的处理能力。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
具体实施方式
如图1所示，一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度***，包括定日镜实时跟踪控制器、定日镜组控制器、数据服务器与控制服务器，所述的定日镜实时跟踪控制器包括控制模块一、定日镜本体、驱动模块、基本IO模块与电源模块一，若干定日镜实时跟踪控制器组成定日控制器组，定日镜组控制器包括控制模块二与电源模块，控制模块二通过带有的四条Can总线通讯网络或LTE无线专网模块连接若干个定日镜实时跟踪控制器，定日镜组控制器通过双冗余的以太网接入数据服务器与控制服务器。所述的定日镜组控制器通过四条Can总线通讯网络分别串联若干定日镜实时跟踪控制器或通过LTE无线专网模块控制若干定日镜实时跟踪控制器。所述的定日镜组控制器上的每条Can总线通讯网络可以串联最多100个定日镜实时跟踪控制器。所述的定日镜本体的俯仰角和高度角角度调节通过航天级别的SPA算法，根据天文学太阳日历公式，根据时间和当地经纬度坐标，直接计算出太阳的实时高度角和方位角角度，输出给驱动模块。所述的定日控制器组上的定日镜实时跟踪控制器数量可根据定日镜本体数量进行增加，定日镜组控制器数量可根据定日控制器组数量进行增加。
本实用新型根据数据服务器与控制服务器发出的定日镜本体经纬度坐标以及***时间，通过天文SPA算法，根据天文学太阳日历公式，直接算出太阳的实时高度角和方位角角度，从而控制定日镜本体的俯仰角和高度角；定日镜组控制器通过四条Can总线通讯网络连接四组定日控制器组，且若干定日镜组控制器均通过双冗余的以太网与数据服务器、控制服务器连接，定日镜组控制器上每条Can总线通讯网络可以串联最多100个定日镜控制器，LTE无线专网模块使得定日镜控制器的布置更加灵活，也大大降低现场通讯网络的施工和调试成本；采用航天级别的SPA追日算法，1000年的追日误差在0.0002度左右，满足光热点跟踪高精度追日控制的要求；定日镜实时跟踪控制器采用Arm Cotex平台，设计和研发了驱动模块，多种IO接口模组以及多工况多模式的控制算法，即支持塔式光热的点跟踪聚焦模式，也支持槽式光热的线聚焦模式；分级控制和数据存储边缘计算机制设计，信息和控制逻辑分级的控制和存储设计，在定日镜实时跟踪控制器端，追日的控制逻辑和模式切换都下沉在定日镜实时跟踪控制器中，不占用数据服务器、控制服务器与定日镜组控制器的资源，定日镜组控制器存储所有连接的定日镜实时跟踪控制器的信息，并响应数据服务器与控制服务器的数据请求，发送数据服务器与控制服务器所需的数据，降低服务器的处理负荷
本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (5)
1.一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度***，包括定日镜实时跟踪控制器、定日镜组控制器、数据服务器与控制服务器，其特征在于，所述的定日镜实时跟踪控制器包括控制模块一、定日镜本体、驱动模块、基本IO模块与电源模块一，若干定日镜实时跟踪控制器组成定日控制器组，定日镜组控制器包括控制模块二与电源模块，控制模块二通过带有的四条Can总线通讯网络或LTE无线专网模块连接若干个定日镜实时跟踪控制器，定日镜组控制器通过双冗余的以太网接入数据服务器与控制服务器。
2.根据权利要求1所述的一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度***，其特征在于，所述的定日镜组控制器通过四条Can总线通讯网络分别串联若干定日镜实时跟踪控制器或通过LTE无线专网模块控制若干定日镜实时跟踪控制器。
3.根据权利要求1所述的一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度***，其特征在于，所述的定日镜组控制器上的每条Can总线通讯网络可以串联最多100个定日镜实时跟踪控制器。
4.根据权利要求1所述的一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度***，其特征在于，所述的定日镜本体的俯仰角和高度角角度调节通过航天级别的SPA算法，根据天文学太阳日历公式，根据时间和当地经纬度坐标，直接计算出太阳的实时高度角和方位角角度，输出给驱动模块。
5.根据权利要求1所述的一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度***，其特征在于，所述的定日控制器组上的定日镜实时跟踪控制器数量可根据定日镜本体数量进行增加，定日镜组控制器数量可根据定日控制器组数量进行增加。
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| CN201920527361.XU CN209980101U (zh) | 2019-04-18 | 2019-04-18 | 一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度*** |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109976392A (zh) * | 2019-04-18 | 2019-07-05 | 浙江辰日新能源技术有限公司 | 一种新型基于边缘计算的大规模光热镜场控制调度*** |
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2019
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