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第1章 太阳能简介1

1.1 简介1

1.2 太阳辐射1

1.2.1 太阳常数3

1.2.2 地外日射辐照度3

1.2.3 太阳辐照度测量4

1.2.4 太阳位置4

1.2.5 太阳运动的几何轨迹5

1.3 太阳能利用技术分类7

1.3.1 太阳能发电8

1.3.2 太阳能的其他应用方式12

1.4 能量储存15

1.5 小结17

第2章 太阳能发电系统的控制问题18

2.1 简介18

2.2 太阳能跟踪19

2.2.1 太阳能跟踪的必要性19

2.2.2 太阳能跟踪系统20

2.3 槽式抛物面聚光器的太阳辐照度22

2.3.1 抛物面集热器的光学和几何损耗22

2.3.2 槽式抛物面集热器的热损失24

2.3.3 PTC效率24

2.4 太阳辐照度估计和预测25

2.4.1 物理模型27

2.4.2 解析模型27

2.4.3 统计模型28

2.5 能量变换单元的控制33

2.6 集成控制33

2.7 小结34

第3章 光伏发电35

3.1 简介35

3.2 功率点跟踪36

3.3 太阳能跟踪37

3.4 自动跟踪策略38

3.4.1 传统跟踪模式39

3.4.2 搜索模式41

3.4.3 其他情况43

3.4.4 实验结果47

3.5 小结49

第4章 槽式抛物面集热器的基础控制技术50

4.1 简介50

4.2 控制技术和子系统介绍51

4.2.1 分布式集热场51

4.2.2 能量储存系统52

4.2.3 控制系统52

4.3 建模和仿真方法53

4.3.1 基本模型53

4.3.2 分布参数模型54

4.3.3 发电站动态响应分析58

4.3.4 简化模型61

4.3.5 数据驱动模型68

4.3.6 面向对象建模77

4.4 基本控制算法78

4.4.1 前馈控制（FF）78

4.4.2 PID控制81

4.4.3 级联控制（CC）86

4.5 新趋势：直接蒸汽发电（DSG）86

4.5.1 PSA DISS设备86

4.5.2 仿真模型88

4.5.3 控制方法90

4.5.4 代表性的实验结果96

4.6 小结97

第5章 槽式抛物面集热器的先进控制技术99

5.1 简介99

5.2 自适应控制（AC）99

5.2.1 参数辨识算法100

5.2.2 自适应PID控制器103

5.3 增益调度（GS）108

5.4 内模控制（IMC）109

5.4.1 一种基于IMC的DSCF自适应控制110

5.4.2 频域自适应IMC116

5.5 时间延迟补偿（TDC）117

5.6 最优控制（LQG）122

5.7 鲁棒控制（RC）123

5.7.1 QFT控制（QFT）123

5.8 非线性控制（NC）128

5.8.1 DSCF的反馈线性化控制129

5.9 模型预测控制（MPC）136

5.9.1 广义预测控制（GPC）136

5.9.2 自适应广义预测控制138

5.9.3 增益调度广义预测控制142

5.9.4 有界不确定性鲁棒自适应模型预测控制149

5.9.5 非线性MPC技术（NMPC）155

5.10 模糊逻辑控制（FLC）166

5.10.1 启发式模糊逻辑控制器168

5.10.2 增量式模糊PI控制（IFPIC）170

5.10.3 模糊逻辑控制器（FLC）175

5.11 神经网络控制器（NNC）181

5.12 检测和分层控制182

5.12.1 参考调节器优化与DSCF的控制182

5.12.2 分层控制189

5.13 小结189

第6章 塔式太阳能聚热发电系统控制191

6.1 简介191

6.2 相关技术及子系统的描述192

6.2.1 集热器子系统：定日镜场192

6.2.2 接收子系统194

6.2.3 储能子系统197

6.2.4 控制子系统197

6.3 太阳能CRS建模和控制技术的发展200

6.4 定日镜控制系统202

6.4.1 定日镜仿真203

6.4.2 太阳能跟踪203

6.5 基本偏移校正技术205

6.5.1 简介205

6.5.2 偏移校正问题206

6.5.3 偏移调整机制208

6.5.4 实验结果215

6.6 定日镜光束特性217

6.6.1 光束特性分析系统217

6.6.2 定日镜原型测试219

6.7 瞄准策略222

6.7.1 简介222

6.7.2 系统功能框图223

6.7.3 启发式知识控制系统224

6.7.4 实验结果230

6.8 功率控制233

6.8.1 简介233

6.8.2 TSA系统的面向对象建模235

6.8.3 TSA系统的混合建模235

6.8.4 TSA系统的混合控制246

6.8.5 蒸汽发电控制249

6.9 小结249

第7章 其他太阳能应用方式250

7.1 简介250

7.2 太阳炉250

7.2.1 简介250

7.2.2 PSA的太阳炉251

7.2.3 系统的动态模型252

7.2.4 简单的前馈和反馈控制方案260

7.2.5 自适应控制（AC）265

7.2.6 模糊逻辑控制（FLC）268

7.2.7 小结274

7.3 太阳能制冷275

7.3.1 简介275

7.3.2 太阳能制冷系统的控制277

7.3.3 多种工作模式284

7.3.4 系统混合模型288

7.3.5 混合控制结果291

7.3.6 小结292

第8章 太阳能发电系统的集成控制293

8.1 简介293

8.2 槽式抛物面太阳能集热器发电站的运行规划293

8.2.1 子系统建模293

8.2.2 非协议生产295

8.2.3 协议生产296

8.2.4 预测模型298

8.3 仿真实验303

8.4 小结305

附录 混合逻辑动态模型矩阵306

参考文献308