传统塔式（CSP）聚光光热系统性能模型 —— 基于 MATLAB 的定日镜场聚类分组、镜面光斑仿真、接收器（吸热器）热流分布计算与指向点优化工具集。
核心目标：通过聚类算法对定日镜场分组，为各组优化指向点坐标，使接收器表面热流分布更均匀、峰值热流受控、总接收能量更大，从而提升塔式电站聚光效率。
- 镜场聚类分组：按定日镜空间位置 / 光斑重叠度 / 热流贡献度特征对镜场分组（主程序内置
ga遗传算法优化）。 - 定日镜光斑仿真：单镜 / 镜组在接收器表面的光斑形状、覆盖面积与能量密度分布计算。
- 接收器热流计算（
RECFlux.m）：计算接收器表面能流密度 / 热流分布。 - 指向点优化：以热流均匀性最大、峰值热流不超限、总接收能量最大为多目标，迭代优化各组指向点。
- TMY 气象驱动：基于典型气象年数据提供 DNI、风速、温度等环境边界条件，支持工程化验证。
| 项目 | 要求 |
|---|---|
| MATLAB | R2018b 或更高版本 |
| 必需工具箱 | Global Optimization Toolbox（主程序与 基础函数/转动模型/AnlgeDiffOfHelioSpherical_Opt.m 中使用了 ga 遗传算法） |
| 内置即可 | 基础绘图（surf / meshgrid / pcolor 等）随 MATLAB 自带，无需额外工具箱 |
| 数据依赖 | 所有 .mat / .csv 输入数据均已随仓库提供（基础数据/、TMY数据/、镜场坐标/），无需外部下载 |
提示：若你在自己的 MATLAB 配置中另行启用聚类函数（如
kmeans），则还需 Statistics and Machine Learning Toolbox；本仓库主程序默认路径不依赖它。
| 目录 / 文件 | 说明 |
|---|---|
FluxCalGuazhou_Cluster.m |
主程序：聚类分组 + 通量计算 + 指向点优化（端到端流程） |
RECFlux.m |
接收器（吸热器）热流 / 能流密度计算核心函数 |
TMY数据/ |
典型气象年（TMY）数据，含 guazhou-hour.csv |
基础函数/ |
核心函数库：光斑仿真、吸热器、太阳位置、指向点函数、效率计算、转动模型 |
基础数据/ |
基础参数与载入脚本：AP_Class.mat、LoadFieldPar.m、LoadYumenLocation.m |
定日镜光斑GuazhouP44/ |
瓜州 P44 定日镜光斑仿真结果（jpg / mat） |
定日镜模型/ |
定日镜模型载入脚本 LoadP44.m |
镜场坐标/ |
镜场坐标数据 GuazhouOneRecP44.mat |
说明：AI.txt |
项目模型说明与使用指南（作者撰写） |
-
准备路径与数据 将项目根目录添加到 MATLAB 路径（或设为当前工作目录）。运行
基础数据/中的载入脚本（LoadFieldPar.m、LoadYumenLocation.m等）加载镜场参数、坐标与位置信息；TMY数据/提供气象边界条件。 -
运行主程序（端到端） 打开并运行
FluxCalGuazhou_Cluster.m，程序将自动完成：数据加载 → 定日镜建模 → 聚类分组 → 光斑计算 → 热流分析 → 指向点优化 → 结果输出。 -
单独计算接收器热流 若只需计算接收器表面热流分布，运行
RECFlux.m并传入定日镜指向点与光斑参数。
运行结束后，MATLAB 工作区会生成聚类结果、指向点坐标、热流分布等变量，并弹出接收器热流云图与优化前后性能对比图。
| 参数 | 位置 | 物理意义 |
|---|---|---|
| 聚类组数 K | FluxCalGuazhou_Cluster.m |
镜场分组数量（建议网格搜索优化） |
| 镜面反射率 | 基础数据/ 参数表 |
镜面对太阳光的反射效率 |
| 热流均匀性权重 | FluxCalGuazhou_Cluster.m |
多目标优化中均匀性的权重占比 |
| 太阳辐照度 (DNI) | TMY数据/ |
单位面积太阳辐射能量 |
| 定日镜跟踪误差 | 定日镜模型/ |
实际指向与理论指向的角度偏差 |
- 参考文献 PDF（已发表论文）未纳入本仓库（体积较大），如需可联系作者获取。
*.asv为 MATLAB 自动备份文件，已通过.gitignore排除，不参与版本管理。- 复现结果时请固定所有输入参数（聚类组数、气象数据、定日镜参数），避免随机种子导致的分组差异。
本项目采用 MIT License —— 可自由使用、修改与再分发，请保留版权声明。