[发明专利]一种基于风向加权滤波的风力发电机组自动偏航控制方法

说明书

技术领域

本发明属于风力发电系统控制技术领域，特别涉及一种基于风向加权滤波的风力发电机组自动偏航控制方法。

背景技术

风力发电机组在风向发生变化并超过设计值时，机组要进行自动偏航进行对风，尽可能吸收风能，减少功率损失。在现有风力发电机组的偏航控制系统中，为了减少偏航动作次数，降低偏航机构的疲劳载荷，对风向进行判断主要采用一段时间内的平均值，这样可以避免瞬时风向变化引起的偏航误动作，但时间选择非常重要，时间选择过长，偏航动作不及时导致很大的功率损失，时间选择过短，偏航动作太频繁，偏航机构承受很大疲劳应力，严重缩短其使用寿命。

发明内容

本发明的目的在于提出一种基于风向加权滤波的风力发电机组自动偏航控制方法，可以有效提高偏航对风准确性，偏航机构也能及时动作，减少了因偏航引起的功率损失。

为实现上述技术目的，本发明采用如下技术方案予以实现。

一种基于风向加权滤波的风力发电机组自动偏航控制方法包括以下步骤：

步骤1，设定风力发电机组偏航控制系统的选择时间t，得出风力发电机组偏航控制系统的选择时间内的偏航角误差数组W_d：

W_d＝{W_d[T],W_d[2T],...,W_d[(k-1)T],W_d[kT]}

其中，T表示风力发电机组偏航控制系统的选择时间内的风向采样时间间隔，k＝t/T；W_d[nT]表示风力发电机组偏航控制系统的选择时间内按时间顺序排列的第n个偏航角误差值，n为自然数且n取1至k；

步骤2，按照以下公式设定风力发电机组偏航控制系统的选择时间内每个偏航角误差值的加权系数：

Σn=1ka[nT]=1]]>

其中，a[nT]表示风力发电机组偏航控制系统的选择时间内按时间顺序排列的第n个偏航角误差值的加权系数，n为自然数且n取1至k；当n大于1时，a[nT]>a[(n-1)T]；

然后，得出加权滤波后的偏航角误差值W_ave：

W_ave＝a[T]*W_d[T]+a[2T]*W_d[2T]+...+a[(k-1)T]*W_d[(k-1)T]+a[kT]*W_d[kT]；

步骤3，根据加权滤波后的偏航角误差值，对风力发电机组进行偏航控制。

本发明的特点和进一步改进在于：

在步骤2中，当n大于1时，a[nT]-a[(n-1)T]＝c1，c1为设定的常数，0<c1<1。

在步骤2中，当n大于1时，a[nT]-a[(n-1)T]＝c2*A²，其中，c2为设定的常数，0<c2<1，A为设定的大于1的常数。

在步骤1中，将风力发电机组偏航控制系统的选择时间内第n个风向采样值减去第n个风力发电机组偏航角采样值，得出风力发电机组偏航控制系统的选择时间内第n个偏航角误差值。

本发明的有益效果为：本发明所提自动偏航优化控制方法可以避免时间选择的难题，可有效提高偏航对风准确性，减小发电量损失，又能避免偏航误动作。

附图说明

图1为本发明的一种基于风向加权滤波的风力发电机组自动偏航控制方法的原理图；

图2为本发明中采用线性比例滤波方案得出的偏航角误差值的加权系数与采样点的关系示意图；

图3为本发明中采用非线性平方滤波方案得出的偏航角误差值的加权系数与采样点的关系示意图；

图4a为风向突变时采用平均值滤波方法、线性比例滤波方案、非线性平方滤波方案得出的风力发电机组偏航角变化示意图；

图4b为风向突变时采用平均值滤波方法、线性比例滤波方案、非线性平方滤波方案得出的风力发电机组输出功率曲线对比示意图；