[发明专利]判断非必要迎风状况的方法和装置、对风跟踪的方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电领域，特别是涉及一种判断非必要迎风状况的方法和装置、对风跟踪的方法和系统。

背景技术

目前，大力发展清洁能源、努力建设低碳社会，已经成为世界各国的共识。风电作为一种可再生、无污染、能量大的能源，发展前景非常广阔。

风电机组是进行风力发电的技术装备。图1为风电机组的结构图。如图1所示，风电机组包括机舱101、叶片102、立柱105和基座106，其中，叶片有多个，这样可以增大与风接触的面积，提高发电效率；发电机位于机舱101内部；立柱105和基座106对机舱101起支撑作用；在机舱101与立柱105结合的位置具有偏航轴承104，使机舱101能够在水平方向转动。风电机组发电的原理是：利用风力带动叶片102转动，进而带动机舱101内部的发电机工作，从而产生电力。

如图1所示，在机舱102的轴线上从机舱101后部指向叶片102的方向103为风机朝向103，风机朝向103与风向之间的夹角是影响风电机组的风能利用效率的决定性因素之一，当二者的夹角为180度时，风力才最大限度地带动叶片102转动，从而使风电机组的风能利用效率最高。

风力发电所依靠的资源是风，而风是自然界的产物，风向具有很强的随机性，总是随时间不断地改变，因此，风机朝向103必须不断改变来适应风向的变化，从而最大限度地利用风能。现有技术中，为了更好地发挥风机性能，提高风电机组的风能利用效率，专门设计了对风跟踪装置，用来跟踪风电机组所在位置处的风向，从而使风机朝向103以最快的速度转动到与风向的夹角为180度的方向。图2为现有的对风跟踪方法的流程图。如图2所示，该流程包括：

步骤201：检测当前的风向和当前的风机朝向；

步骤202：计算当前风向与当前风机朝向之间的夹角，根据该夹角产生风机转动控制信号；

步骤203：在风机转动控制信号的控制下，驱动电机带动机舱在水平方向转动，最终使风机朝向与风向之间的夹角达到180度，这样，就达到了使机组对风、从而最大限度地利用风能的目的。

在现有技术中，每当风向改变，对风跟踪装置都会计算出当前风向与当前风机朝向之间的夹角，进而产生风机转动控制信号，控制机舱在水平方向转动，最终使风机朝向与风向之间的夹角达到180度。这样，如果发生非必要迎风的情况，即风向的改变很小，或者风向改变后风速很小，那么对风跟踪装置仍然要控制机舱转动，这样不仅不能提高机组的风能利用效率，反而会因为驱动机舱转动而浪费电力，得不偿失。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种判断非必要迎风状况的方法和装置、对风跟踪的方法和系统，能判断风向的改变是否为非必要迎风状况。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：

一种判断非必要迎风状况的方法，其特征在于，该方法包括：

步骤1：取风的第一样本，检测所述风的第一样本的风向，得到第一风向；

步骤2：判断所述第一风向与风机朝向之间的夹角是否小于转动临界角；

步骤3：如果步骤2的判断结果为是，则执行步骤3-1，否则执行步骤3-2；

步骤3-1：判断为非必要迎风状况；

步骤3-2：检测所述风的第一样本的风速；判断所述风的第一样本的风速是否小于第一临界风速，如果是，则判断为非必要迎风状况；否则，判断为不是非必要迎风状况。

另外，本发明还提供了一种判断非必要迎风状况的装置，该装置包括风取样和检测部件、风机朝向检测装置和控制部件，其中：

所述风取样和检测部件用于，取风的第一样本，检测所述风的第一样本的风向，得到第一风向，将所述第一风向发送到所述控制部件；检测所述风的第一样本的风速，将所述风的第一样本的风速发送到所述控制部件；

所述风机朝向检测装置用于，检测风机朝向，并将所述风机朝向发送给所述控制部件；

所述控制部件用于，判断所述第一风向与风机朝向之间的夹角是否小于转动临界角，如果是，则判断为非必要迎风状况；否则，通知所述风取样和检测部件对所述风的第一样本的风速进行检测；判断所述风取样和风速检测部件发送的所述风的第一样本的风速是否小于第一临界风速，如果是，则判断为非必要迎风状况；否则，判断为不是非必要迎风状况。