【摘 要】
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在塔式太阳能热发电系统中,定日镜场作为聚光系统的重要组成部分,其费用约占电站总投资费用的40%～50%,且直接影响吸热塔的能量吸收规模,因此一个合理排布的定日镜场对塔式光热电站尤为重要。为提高电站的综合性价比,对镜场进行优化就成为了设计过程中必不可缺的环节之一。目前,研究人员已对聚光镜场进行大量研究,但仍存在一些问题。主要有以下两个方面:研究中对布局数学模型以及优化后的布局参数缺乏较为具体的阐述,
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在塔式太阳能热发电系统中,定日镜场作为聚光系统的重要组成部分,其费用约占电站总投资费用的40%～50%,且直接影响吸热塔的能量吸收规模,因此一个合理排布的定日镜场对塔式光热电站尤为重要。为提高电站的综合性价比,对镜场进行优化就成为了设计过程中必不可缺的环节之一。目前,研究人员已对聚光镜场进行大量研究,但仍存在一些问题。主要有以下两个方面:研究中对布局数学模型以及优化后的布局参数缺乏较为具体的阐述,更多地集中在对优化后镜场性能提升情况的说明;在评估镜场性能时,通常以光学效率高低作为重要衡量标准,但对于光学效率中的阴影遮挡效率,因计算流程较复杂,很多研究并未给出具体的计算细节。针对上述问题,本文对新型镜场布局进行了研究,同时在建立光学效率模型的过程中给出了阴影遮挡效率的详细计算过程,结合智能优化算法对镜场布局中的关键参数进行优化。主要研究内容如下:（1）对基于传统径向交错布局思想和无遮挡布局所衍生出的EB、No blocking-dense、DELSOL布局进行研究,归纳其布局数学模型。并通过模拟所得镜场的坐标数据得到径向间距和方位间距变化曲线,验证其数学模型的合理性,同时分析各布局下镜场的定日镜数量、光学效率、土地利用率、接收能量等性能。（2）对定日镜的各类光学效率进行建模,尤其对阴影遮挡效率的计算流程及细节进行了细致推导。后应用MATLAB和Solar PILOT软件分别对相同坐标数据的定日镜场进行效率计算,并计算得出各效率相对误差均未超过±3%,说明了效率建模的准确性。（3）结合多种策略对WOA算法进行改进,并对MSWOA、WOA、GSA、GA算法进行比较分析,结果表明MSWOA算法拥有更好的寻优和收敛能力。后又引入非支配排序和拥挤度计算以使算法适用于多目标优化问题,并在ZDT测试函数集上测试MSWOA、WOA、GA算法解决双目标优化问题的能力,结果表明MWSOA算法所得的帕累托最优解集拥有更好的收敛性和分布性。（4）结合MSWOA算法和工程实例Gemasolar电站的数据,以单目标和双目标分别优化EB布局中的关键参数方位间距因子Asf和极限重置因子Arlim得到最优布局方案。
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