由于塔式光聚热发电系统中调控系统存在分钟级的纯滞后,当吸热器接收到的太阳辐照度发生突变时,调控系统无法实时对该变化进行补偿,从而影响整个发电系统的稳定性以及整个电站的发电效率。本文的实际应用场景为哈密50MW熔融盐塔式光热发电站,通过在光热电站现场进行实际观测发现,云层阴影对定日镜场的遮挡是导致吸热器所接收到的太阳辐照度发生突变的主要因素。因此,本文通过使用鱼眼相机、天文算法和图像处理技术实现对定日镜场辐照预测系统的研究,使其可以有效且实时地预测定日镜场所接收到的太阳辐照度。本文提出的预测系统的原理是先对云层的运动趋势进行预测,然后在其预测结果的基础上实现对定日镜场辐照度的预测。该系统由五个算法模块相互协作完成,第一个模块是采用等距投影模型实现对全天空图像的校正展开。第二个模块是采用先聚类再分类的云层检测方法将全天空云图分为云层类与非云层类实现对云层的检测。第三个模块是先采用SIFT匹配算法以及误匹配消除来准确获取云图匹配点,然后根据每片有效云层上的匹配点计算出其对应的运动参数。第四个模块是对所有的有效云层建立对应的仿射变换模型并通过粒子滤波算法完成模型参数更新,从而实现对云层运动趋势的准确预测。第五个模块是通过计算云层、镜场和太阳之间相对位置关系得到预测的云层阴影对镜场的遮挡比例,然后再结合云层厚度对定日镜场接收到的辐照度进行预测。通过对实验结果进行分析可知,本文研究的预测系统能够有效完成对全天空云图中云层的分钟级预测,然后根据云层预测结果计算出定日镜场所接收到的辐照度,从而实时为调控系统提供前馈信息弥补其存在的纯滞后,这对于整个系统换热的安全与提高转换效率都具有十分重要的意义,相信本预测系统会对我国塔式光热电站的发展起到一定的推进作用。