[发明专利]一种机舱风速仪风速畸变函数的获取方法

说明书

本发明提供的一种机舱风速仪风速畸变函数的获取方法，包括以下步骤：S1采集观测机组和参考机组的数据；S2计算估计风速与观测风速V_观测之间的拟合残差E；S3计算第二传递函数(d_v(D_z))_i,j,z；S4获得参考机组，在计算风速区间下的第一风速畸变函数(d_v)_i,z(V、D)；S5获得参考机组的第二风速畸变函数(d_v)_i(V、D)；S6取若干个参考机组，根据步骤S1‑S5，遍历所有参考机组，通过权重平均值的方法，得到观测机组的风速畸变函数NTF。本发明提供的一种机舱风速仪风速畸变函数的获取方法，根据历史数据计算风速畸变函数，从而对风速畸变现象进行修正，还原实际风速，以便对风力发电机组进行偏航校准。

技术领域

本发明涉及风速测量技术领域，具体涉及一种机舱风速仪风速畸变函数的获取方法。

背景技术

风力发电机组是将风能转化为电能的一种装置，通过风轮从风中获取能量，由传动链传递至发电机进行发电，通常大型风力发电机由发电机控制风轮扭矩、变桨系统控制叶片桨距角来维持风机在各种风况下稳定运行。

对风准确性将直接影响风机发电量，在具有相同偏航执行精度的前提下，风向测量存在偏移时将导致风机持续跟踪至错误的风向，直接导致发电量的降低，准确的风向测量可以有效提高机组发电量。应用于风机偏航风向测量的手段主要有两种：机械式风速仪测量和机舱式激光雷达测量。

由于机舱式激光雷达成本高昂，尚不具备大规模应用的基础，目前，风力发电机组的偏航主要依据安装于机舱顶端的机械式风速仪采集的数据来进行控制，此风速仪在工作期间由于受到风轮、机舱外形、地形等的影响，会对机组尾部的流场进行干扰，导致机舱风速仪位置处的风速大小发生特定的微弱偏离，该特定的微弱偏离与来流风速的大小、来流风向相关。发明人将这种特定的偏离称为“风速畸变”。风速仪的风速、风向与偏离间的函数关系称风速畸变函数。这样的“风速畸变”现象会影响对风力发电机组进行的偏航校准。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供的一种机舱风速仪风速畸变函数的获取方法，根据历史数据计算风速畸变函数，从而对风速畸变现象进行修正，还原实际风速，以便对风力发电机组进行偏航校准。

一种机舱风速仪风速畸变函数的获取方法，包括以下步骤：

S1、取观测机组和参考机组，采集观测机组的风速时序数据和风向时序数据，并分别组成第一风速数组V_z和第一风向数组D_z,采集参考机组的风速时序数据和风向时序数据，并分别组成第二风速数组V_j和第二风向数组D_j；

S2、通过线性回归的方法处理第一风速数组V_z和第二风速数组V_j中的数据，得到观测机组的观测风速V_观测与参考机组的参考风速V_参考之间的第一传递函数f(V_参考)，通过所述第一传递函数计算观测机组的估计风速并计算估计风速与观测风速V_观测之间的拟合残差E；

S3、将第一风速数组V_z分割为若干个相邻的风速区间V′_观测，将第二风向数组D_j分割为若干个相邻的风向区间D′_参考，取其中一个风速区间为计算风速区间，取其中一个风向区间为计算风向区间，在计算风速区间和计算风向区间内，通过步骤S2中的第一传递函数得到估计风速与观测风速间的差值(d_v)i,j,z，并与第一风向数组D_z组成散点关系，通过区间平均的方法得到第二传递函数(d_v(D_z))_i,j,z；