塔式太阳能热发电站仿真

【摘要】：太阳能是一种可再生的清洁能源,如何应用太阳能解决能源和污染问题是当前的重要研究方向。塔式太阳能热发电技术作为理想的大规模发电方式,其应用前景十分广阔。其中聚光镜场设计是电站设计的核心,但是目前可查的聚光镜场设计方法中存在不完善的问题。同时,三维视景仿真技术日益成熟,其应用从最开始的军工领域推广到工业设计、医疗、教学等众多领域中,并推动对应领域的发展。本论文对塔式太阳能热发电站聚光镜场设计方法与定日镜聚光追日过程进行研究分析,并且结合三维视景仿真技术的优势和特点,应用Pro/E、MultiGen Creator、Vega Prime及Visual Studio软件建立基于MFC的可视化聚光镜场视景仿真系统。本论文的主要成果有以下几点：1.通过调研国内外文献,提出了以放射状栅格法为理论基础的辐射网格状聚光镜场排布方式,在此基础上建立定日镜位置坐标的数学模型,形成了较为完善的聚光镜场设计方法。该布置方法较为有效的避免较大的光学损失。2.通过对太阳运行轨迹的分析,建立了以太阳高度角和方位角为指标的太阳运动模型并验证该运行算法的有效性。进一步分析定日镜的运行方式和对太阳光的反射原理,在太阳运动模型的基础上,建立以定日镜高度角和方位角为指标的定日镜追日模型。3.以额定功率为70KW发电站为仿真对象,通过Pro/E建立仿真模型,采用Creator/Vega Prime完成仿真系统的模型简化、配置和驱动,实现可视化视景仿真效果。4.以Visual Studio为开发平台,通过Vega Prime和OpenGL混合编程,开发出了可以重现聚光镜场追日过程的视景仿真系统。交互界面中设置有丰富的菜单功能,对应有快捷键操作方式,并添加仿真场景实时信息显示窗口实时显示仿真场景运行参数。该视景仿真系统功能较为完善、具有友好的交互界面且操作简单,达到了较为理想的效果。在实际使用中,系统既可用于聚光镜场设计中,帮助用户快速直观获得太阳和定日镜相关参数信息,也可用于教学或演示中,帮助观察者直观的理解塔式太阳能热发电站工作原理与聚光镜场追日过程。 【关键词】：塔式太阳能 定日镜 视景仿真 Creator/Vega Prime/MFC
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 课题的研究背景10-11
• 1.2 塔式太阳能热发电系统的国内外现状11-15
• 1.2.1 国外研究现状11-14
• 1.2.2 国内研究现状14-15
• 1.3 本文的主要研究内容15-17
• 第2章 塔式太阳能热发电及其视景仿真概述17-24
• 2.1 太阳能热发电概述17-21
• 2.1.1 太阳能热发电技术的特点17
• 2.1.2 太阳能热发电与光伏发电比较17-18
• 2.1.3 三种聚焦式太阳能热发电系统的特点比较18-21
• 2.3 三维视景仿真系统概述及应用21-23
• 2.3.1 视景仿真系统简介21
• 2.3.2 视景仿真系统的实现方法21-22
• 2.3.3 视景仿真在机械领域的应用22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 第3章 聚光镜场的设计方法的研究24-34
• 3.1 聚光镜场的总体描述24-27
• 3.1.1 现有聚光镜场布置方法24-26
• 3.1.2 本文聚光镜场设计思路26-27
• 3.2 聚光镜场基本参数确定27-30
• 3.2.1 塔高计算27-29
• 3.2.2 定日镜数量估算方法29
• 3.2.3 聚光镜场边界的限制29-30
• 3.3 聚光场的布置设计30-31
• 3.3.1 聚光镜场布置设计的基本原则30
• 3.3.2 确定定日镜之间的间距30-31
• 3.3.3 建立定日镜位置坐标的数学模型31
• 3.4 算例31-32
• 3.5 本章小结32-34
• 第4章 聚光系统场景的构建及其运动仿真34-47
• 4.1 视景仿真的总体设计34-35
• 4.1.1 视景仿真的目标和要求34
• 4.1.2 视景仿真的方法和步骤34-35
• 4.2 太阳运动模型的仿真35-40
• 4.2.1 太阳基本参数的计算35-37
• 4.2.2 日照时间的确定37-38
• 4.2.3 太阳运动模型的仿真和分析38-40
• 4.3 定日镜追日聚光模型的建立40-42
• 4.3.1 定日镜的跟踪方式40-41
• 4.3.2 定日镜的反射原理41
• 4.3.3 定日镜聚光追日模型的建立41-42
• 4.4 聚光镜场三维场景的构建42-46
• 4.4.1 聚光系统模型的构建43-44
• 4.4.2 工作场景的构建44-46
• 4.5 本章小结46-47
• 第5章 基于MFC的聚光系统视景仿真47-67
• 5.1 VEGA PRIME应用的实现47-51
• 5.1.1 Vega Prime系统结构47
• 5.1.2 Vega Prime应用组成47-48
• 5.1.3 Vega Prime场景配置48-51
• 5.2 创建基于MFC平台的VP应用程序框架51-55
• 5.2.1 配置Visual Studio的编译环境51-53
• 5.2.2 基于MFC应用程序框架53-55
• 5.3 仿真系统的功能实现55-66
• 5.3.1 聚光镜场运行的控制56-58
• 5.3.2 菜单功能的实现58-64
• 5.3.3 仿真场景实时信息显示窗口的实现64-66
• 5.4 本章小结66-67
• 总结与展望67-69
• 致谢69-70
• 参考文献70-73

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

着力提高太阳能发电发展质量(一)    欧阳昌裕;

浅谈太阳能热发电的集热形式    潘甲龙;吕丹;于腾;

Three-degree-of-freedom Parallel Manipulator to Track the Sun for Concentrated Solar Power Systems    ASHITH SHYAM R B;GHOSAL A;

太阳能光伏与光热发电对比简析    陈丽;付颖;

塔式太阳能热发电全寿命周期成本电价分析    李心;赵晓辉;李江烨;李伟;徐能;黄文君;

浅谈仿真技术在军事领域内的应用    黄勇;孟庆鑫;

基于GPU的塔式太阳能热电系统吸热功率计算    周艺艺;田军;陈将;赵豫红;

酒泉光热发电的预想    马徐洲;

塔式太阳能热发电介绍    钟史明;

中国太阳能热发电产业的发展现状及前景    唐海涛;周兵;向树民;

虚拟现实技术在移动机器人遥操作系统中的应用研究    葛为民

八达岭塔式太阳能热电站升温升压过程中过热器的寿命损耗研究    王从令

虚拟兵器作战训练关键技术研究    何进文

塔式太阳能热发电镜场的优化与仿真研究    丁婷婷

太阳能供热系统的优化设计研究与应用    陈晨

碟式太阳能热发电蒸汽温度与压力控制系统研究    吴光波

塔式太阳能定日镜聚光成像策略研究与控制系统设计    姚梦凯

树枝断裂现象的可视化模拟    张敏

太阳能热发电机械跟踪驱动系统设计    周明

炮兵指挥训练通用虚拟战场环境设计研究    徐斌

太阳能热发电用储热混凝土的制备与储热单元模拟分析    李圆圆

含大规模储热的光热电站—风电联合系统多日自调度方法    晋宏杨;孙宏斌;郭庆来;陈润泽;李正烁;

液压支架虚拟监控关键技术研究    闫海峰

遥自主移动机器人运动规划与控制技术研究    仲训昱

塔式太阳能热发电站仿真    林修文

相变蓄热式太阳能秸秆发酵系统供热装置的热性能研究    田野

基于圆管CPC集热器的性能研究    许瑞华

基于材料浓缩MVR技术在线测控系统关键技术的研究    柯超

塔式热发电站聚光镜场特性研究    缪佩

铝基合金相变储热材料热物性及储热特性研究    邢丽婧

抛物槽式太阳能集热器及其供热水系统研究    王伟

太阳能热动力系统储热复合材料的制备与试验研究    王璐

塔式电站中定日镜场的建模与仿真    何丽娟

基于Freescale单片机的斯特林太阳能发电机主控制器开发    任金鹏

国际太阳能光热发电技术专利情报研究    侯元元;刘彤;黄裕荣;高子涵;吕华侨;

基于专利信息的太阳能光热发电技术竞争态势分析    侯元元;夏勇其;黄裕荣;吕华侨;

我国太阳能热发电产业政策解析    吕华侨;夏勇其;申峥峥;

基于多影响因素分析的光伏发电成本及走势预测模型    张雯;刘瑞丰;刘静;潘文洋;陈天恩;

太阳能热发电技术产业发展现状与展望    杜凤丽;原郭丰;常春;卢智恒;

光伏太阳能电池生产过程中的污染问题    卢兰兰;毕冬勤;刘壮;杨春雷;肖旭东;

中国光伏发电成本下降潜力分析    霍沫霖;

太阳能发电潜力及前景分析    陈昊;王纲;

我国太阳能光热发电的现状研究及投资策略    王帅杰;郭瑞;高薇;

太阳能发电技术、经济对比    陈昊;王纲;

太阳能塔式热发电吸热器动态仿真模型    高维

太阳能热泵地板辐射采暖系统特性与优化研究    程磊

改进的离散粒子群算法求解0-1背包问题    李兰

塔式定日镜跟踪控制系统的研究    马建华

高性能塔式太阳能定日镜控制系统研究    刘化果

槽式太阳能集热与热发电系统集成研究    王亚龙

基于MultiGen Creator/Vega Prime和C++的液压挖掘机虚拟仿真研究    王辰辉

太阳能相变蓄热装置蓄热性能实验及模拟研究    晋瑞芳

斯特林发动机及碟式太阳能热发电系统的模拟和优化    杨征

塔式太阳能热发电系统集成及性能优化    宿建峰

太阳能热发电技术的进展及现状    胡其颖

南京江宁太阳能热发电示范工程    魏启东;

太阳能热发电系列文章(1) 聚光类太阳能热发电概述    张耀明;王军;张文进;孙利国;刘晓辉;

国际太阳能热发电研讨会会议纪要    

太阳能热发电系列文章(3) 碟式太阳能热发电    王军;刘德有;张文进;孙利国;刘晓辉;张耀明;

对我国发展太阳能热发电的一点看法    王亦楠;

太阳能热发电系列文章(4) 太阳能热发电技术现状与前景    张文进;孙利国;刘晓晖;徐宁;王军;

槽式和塔式太阳能热发电的热效率及环境影响分析与评价    王克红;赵黛青;林琳;王伟;

中国太阳能热发电站选址模型研究    王劲峰;孟斌;李连发;

太阳能热发电技术商业化不是梦——太阳能热发电技术发展三亚论坛侧记    

中广核集团国家级研发中心添新丁——国家能源太阳能热发电技术研发中心获批    

太阳能热发电技术发展综述    李万杰;朱静;元复兴;马培元;庞博;

北京八达岭太阳能热发电站集热定日镜    李欣;

太阳能热发电用莫来石-堇青石复相陶瓷低温制备与性能研究    徐晓虹;马雄华;吴建锋;张锋意;徐瑜;陈旭秋;

太阳能热发电用氧化铝基复相陶瓷抗热震性及EPMA分析    吴建锋;焦国豪;徐晓虹;方斌正;冷光辉;赵芳;

加快沙漠太阳能热发电研究和建设    采访记者　李海秀

“太阳能热发电”何时热    郭京慧

中意合建太阳能热发电技术创新平台    刘伟兵

太阳能热发电受全球追捧    张忠霞

全球太阳能热发电迎来复苏期    赵瑞

“太阳能热发电研究及产业基地”在山东潍坊奠基    

太阳能热发电核心技术实现国产化    记者 齐慧　实习生 柴洁

槽式太阳能热发电核心技术获突破    陈国春

太阳能热发电核心技术国产化    卢曦

国内最大太阳能热发电项目落户内蒙古    记者 王薇薇

槽式太阳能热发电站微观选址的方法研究    赵明智

太阳能热发电曲面反光镜面形检测技术研究    肖君

太阳能热发电蓄热系统控制策略的研究    薛颖

太阳能热发电系统接收器的建模仿真及控制算法研究    李佳燕

塔式热发电站聚光镜场特性研究    缪佩

槽式太阳能集热器聚焦能流密度分布研究    靳周

太阳能热发电厂投资策略研究    房晓东

塔式太阳能热发电吸热器蒸发段沸腾传热的数值模拟    韩临武

太阳能热发电DSG技术两相流不稳定性的实验研究    高雷

大规模集热场分布式控制系统研究—热力系统控制策略研究    苏海海

生物质能辅助太阳能热发电控制研究    李雪如

内蒙古50MW槽式太阳能热发电示范项目综合评价研究    韦利斯