【正文】 定性；另一方面減少電力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用和運(yùn)行成本，以充分利用太陽能資源，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。盧靜等人采用BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，把測試數(shù)據(jù)預(yù)測結(jié)構(gòu)的部分預(yù)測值和實(shí)際值進(jìn)行比較，并發(fā)現(xiàn)以數(shù)值天氣預(yù)報(bào)作為輸入氣象數(shù)據(jù)的短期光伏發(fā)電功率預(yù)測只能跟蹤光伏電站數(shù)據(jù)功率的趨勢，捕捉不到短時(shí)的云層變化信息，因此不能跟蹤光伏電站輸出功率的短時(shí)波動[5] 。一方面有效地降低光伏接入對電網(wǎng)的影響，提高電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性；另一方面減少電力系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用和運(yùn)行成本，以充分利用太陽能資源，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。地基遙感測云儀器根據(jù)測量技術(shù)主要分為以下幾種：（1） 微波氣象雷達(dá)和遙感輻射測量這是兩種比較傳統(tǒng)的方法，可以做到云層的監(jiān)測，但存在體積大、質(zhì)量大、能耗高、成本高和靈敏度不夠等缺點(diǎn)[8]。)，當(dāng)太陽高度角大于10176。美國加利福尼亞大學(xué)研制成功了一種全天空成像儀WSI[16]。由于其采用的光學(xué)部件較為昂貴，工程設(shè)計(jì)又非常復(fù)雜，所以價(jià)格較高。此監(jiān)視系統(tǒng)使用線陣長波紅外探測器采集尺寸為120120像素的圖像，采用串口傳輸圖像數(shù)據(jù)；監(jiān)測設(shè)備有4條機(jī)械支架，有較大面積的成像遮攔；另外云圖只包含3種成分（晴朗、霾、云），可以給出天空輻射圖[21]。由兩個電機(jī)來分別驅(qū)動，調(diào)整相機(jī)的方向，使相機(jī)的主光軸對準(zhǔn)太陽。 控制系統(tǒng)部分控制系統(tǒng)主要包括跟蹤算法的計(jì)算分析和算法流程圖。第四章闡述了自動跟蹤算法，主要內(nèi)容有：確定了跟蹤方式，對視日運(yùn)動軌跡跟蹤進(jìn)行了詳細(xì)的計(jì)算分析，設(shè)計(jì)了跟蹤主程序和子程序。本裝置采集到的圖像要為云軌跡算法提供原始數(shù)據(jù)，有較高的精度要求，取跟蹤精度。（7） 供電電壓：外部供電為AC220V，內(nèi)部根據(jù)供電需要采用相應(yīng)的電源適配器。最后，將得到的信息信號輸入神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，由神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對光伏發(fā)電功率進(jìn)行超短期功率預(yù)測，得到功率預(yù)測信號，最終實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的超短期功率預(yù)測。但是四連桿機(jī)構(gòu)也有一些缺點(diǎn)：本文中四連桿主要用于傳動和定位，在定位精度上，四連桿機(jī)構(gòu)收到加工精度和安裝精度的影響很大；存在死點(diǎn)等問題。但是因?yàn)楸狙b置結(jié)構(gòu)過小，最小型號的外球面軸承在結(jié)構(gòu)匹配上還是存在很多問題。 二自由度機(jī)械跟蹤機(jī)構(gòu)總體示意圖注： 二自由度機(jī)械跟蹤機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖 方位角跟蹤機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)方位角跟蹤機(jī)構(gòu)主要由3個底座基板、1個步進(jìn)電機(jī)、l組蝸輪蝸桿、1個蝸輪軸、2個蝸桿支承座、1個電機(jī)支承座、2個軸承、2個軸承座、1個支撐法蘭、1個高度角基板以及1個螺母等組成。步進(jìn)電機(jī)則安裝在電機(jī)支承座上。步進(jìn)電機(jī)則安裝在電機(jī)支承座上。（2） 動力源的選取在機(jī)械傳動中，大多采用電動機(jī)作為動力源。這一線性關(guān)系的存在，加上步進(jìn)電機(jī)只有周期性的誤差而無累積誤差等特點(diǎn)，使得在速度、位置等控制領(lǐng)域用步進(jìn)電機(jī)來控制變的非常的簡單。國內(nèi)常用的光電跟蹤機(jī)械裝置形式，主要有電動式和電磁式。（2） 視日運(yùn)動軌跡跟蹤視日運(yùn)動軌跡跟蹤通過使用天文學(xué)公式，計(jì)算出太陽運(yùn)動軌跡的理論值來控制跟蹤裝置進(jìn)行太陽跟蹤。由于赤緯角隨季節(jié)變化，應(yīng)定期調(diào)整相機(jī)主光軸使其圍繞赤緯軸俯仰轉(zhuǎn)動。（2） 時(shí)角坐標(biāo)系：以地心為原點(diǎn)建立的坐標(biāo)系。（9） 積日n：即日期在年內(nèi)的順序號，如1月1日取為1，12月31日取為365，閏年則為366。太陽運(yùn)行軌跡的傳統(tǒng)計(jì)算方法是通過計(jì)算球面三角幾何得到的。因此，根據(jù)圖所示，在時(shí)角坐標(biāo)系中為：= ()參照地平坐標(biāo)系和時(shí)角坐標(biāo)系，可將時(shí)角坐標(biāo)系變換至地平坐標(biāo)系，使其具有相同的原點(diǎn)。時(shí)角是一個與時(shí)間相關(guān)的物理量，可以由當(dāng)?shù)氐恼嫣枙r(shí)求得。因此，所得出的時(shí)角： （），由此可以得到地平坐標(biāo)系下，太陽跟蹤控制系統(tǒng)的控制方程： （） （）為有效跟蹤太陽的位置，除了要計(jì)算出太陽的實(shí)時(shí)位置外，還需要知道具體某天的日出時(shí)角和日落時(shí)角[28]。若高度角和方位角分別為 和，根據(jù)跟蹤機(jī)構(gòu)所在的基準(zhǔn)位置就可以確定轉(zhuǎn)動到起始位置的驅(qū)動角度，即跟蹤機(jī)構(gòu)在水平面上向東旋轉(zhuǎn)（上午，為負(fù)值）或向西旋轉(zhuǎn)（下午，為正值）；在垂直方向上，向上旋轉(zhuǎn)，這樣跟蹤機(jī)構(gòu)就轉(zhuǎn)至起始位置了。這里首先介紹一下，執(zhí)行機(jī)構(gòu)中的兩個步進(jìn)電機(jī)分別為高度角電機(jī)和方位角電機(jī)。至于轉(zhuǎn)至起始位置的跟蹤，高度角電機(jī)總是反轉(zhuǎn)，即相對于基準(zhǔn)位置處相機(jī)水平放置而向下轉(zhuǎn)；方位角電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向，則在正午前后有所不同。光學(xué)器件若暴露在野外，易受灰塵、雨雪、露、霜的污染，所以需要一個外殼保護(hù)鏡頭和整個裝置。（1） 方案一 遮光裝置（方案一）方案一采用一個凸面鏡來采集圖像，此時(shí)相機(jī)倒置，并在相機(jī)鏡頭前放置一個遮光塊。解決的方法只能是和現(xiàn)有的天空成像儀一樣，增加遮光塊與鏡頭間的距離。因此，只要這個遮光片上有一個大小合適的、剛好能遮住太陽的像的遮光點(diǎn)就能滿足要求。本文采用鈑金件制作外殼，材料為SECC。因此，高度角電機(jī)重新選取為28步進(jìn)電機(jī)的最小型號28BYG250C，步距角為。cm2）10012重量（kg）外形尺寸（mm）575741282840驅(qū)動器型號DV378ZD8731 高度角蝸輪蝸桿設(shè)計(jì)（） 高度角蝸輪轉(zhuǎn)矩T2的計(jì)算： 高度角機(jī)構(gòu)三維模型圖 高度角機(jī)構(gòu)運(yùn)動簡圖已知：相機(jī)質(zhì)量為200g，4429mm；，（非標(biāo)零件的質(zhì)量和重力臂均來自軟件Solidworks）。（2）確定載荷系數(shù)K 因?yàn)楣ぷ鬏d荷較穩(wěn)定，取載荷不均系數(shù)；由表 11—5選取使用系數(shù)；由于轉(zhuǎn)速不高，沖擊不大，可取動載系數(shù)；則：（3）確定彈性影響系數(shù)由于鑄錫磷青銅ZCuSn10P1蝸輪與45鋼蝸桿相配，故。壽命系數(shù) 因此，彎曲強(qiáng)度是滿足要求的。mm。所得結(jié)構(gòu)圖如下： 高度角蝸輪軸的結(jié)構(gòu)與裝配 彎矩圖和扭矩圖由于本裝置載荷較小，無需進(jìn)行強(qiáng)度校核，彎矩圖、扭矩圖和校核過程略。mm，步進(jìn)電機(jī)的許用轉(zhuǎn)矩為[T1]=cmJ3=131g轉(zhuǎn)動慣量校核已知：主要考慮高度角基板、高度角步進(jìn)電機(jī)、軸承座支架、高度角蝸輪、相機(jī)、方位角蝸輪的轉(zhuǎn)動慣量，對應(yīng)的質(zhì)量分別為212g、150g、46g、370g、200g和389g，對應(yīng)的等效回轉(zhuǎn)半徑分別為13cm、9cm、5cm、6cm和6cm，其中高度角蝸輪需另算。cmJ6=89293g控制系統(tǒng)以跟蹤算法設(shè)計(jì)為主，包括跟蹤算法的計(jì)算分析和算法流程圖。參考文獻(xiàn)[1] 朱訓(xùn)．關(guān)于中國能源戰(zhàn)略的辨正思考[J]．中國能源，2003，25(10)：412.[2] 崔榮強(qiáng)．太陽能光伏發(fā)電——中國低碳經(jīng)濟(jì)的希望[J]．自然雜志，2010，32(3)：149155．[3] 王健強(qiáng)．太陽能發(fā)電技術(shù)與應(yīng)用——太陽輻射與太陽能資源[D]．北京:北京交通大學(xué)，2008．[4] 李光明，廖華等．并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電量預(yù)測方法的探討[J]．云南師范大學(xué)報(bào)，2011，31(2)：3438．[5] 盧靜，劉純，王曉蓉等．光伏發(fā)電功率預(yù)測統(tǒng)計(jì)方法研究[J]．華東電力，2010，38(4)：05630567.[6] 高太長，劉磊，趙世軍等．全天空測云技術(shù)現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]．應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，2010，21(1)：102108．[7] 篤嗚，韓愛梅．我國衛(wèi)星總云量與地面總云量分布的對比分析[J]．應(yīng)用氣象學(xué)報(bào)，1998，9(1)：3237．[8] 戴永江，蔡喜平等．遙感測云微脈沖激光雷達(dá)[J]．紅外與激光工程，2000，29(6): 15．[9] Bradbury D L, Fujita T. 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