[发明专利]基于塔架载荷的风电机组偏航控制方法与系统

权利要求书

1.一种基于塔架载荷的风电机组偏航控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)测量塔架载荷，包括塔顶的前后载荷Mz_top和侧向载荷My_top以及塔底的前后载荷Mz_btm和侧向载荷My_btm，并将测得的塔架载荷经过滑动平均滤波器进行滤波；

2)将滤波后的塔架载荷进行以下公式计算，得到代表塔架My方向上的载荷My_Tower和代表塔架Mz方向上的载荷Mz_Tower：

My_Tower＝滤波My_btm-滤波My_top

Mz_Tower＝滤波Mz_btm-滤波Mz_top

式中，滤波My_btm代表滤波后的塔底My方向上的载荷，滤波My_top代表滤波后的塔顶My方向上的载荷，因此，My_Tower代表塔架My方向上的载荷是纯塔架的，不含风电机组主机；滤波Mz_btm代表滤波后的塔底Mz方向上的载荷，滤波Mz_top代表滤波后的塔顶Mz方向上的载荷，因此，Mz_Tower代表塔架Mz方向上的载荷是纯塔架的，不含风电机组主机；

3)将My_Tower、Mz_Tower做反正切计算出偏航角度A，公式如下：

A＝arctan(My_Tower/Mz_Tower)

4)将偏航角度A进行修正，依据是不同的偏航角度范围乘上一个修正系数，其中，偏航角度范围越大，该修正系数越小；

5)将修正后的偏航角度A进行偏航指令下发。

2.根据权利要求1所述的一种基于塔架载荷的风电机组偏航控制方法，其特征在于，在步骤1)中，在塔架底部和塔架顶部各安装4个应变片，每隔90°安装一个，用于测量塔顶的前后载荷Mz_top和侧向载荷My_top以及塔底的前后载荷Mz_btm和侧向载荷My_btm，公式如下：

Mz_top＝Sttx·sind([Az_nac]-a)+Stty·cosd([Az_nac]-a)

My_top＝Sttx·cosd([Az_nac]-a)-Stty·sind([Az_nac]-a)

Mz_btm＝Stx·sind([Az_nac]-b)+Sty·cosd([Az_nac]-b)

My_btm＝Stx·cosd([Az_nac]-b)-Sty·sind([Az_nac]-b)

式中，Sttx为塔架顶部应变片测量的X轴方向载荷；Stty为塔架顶部应变片测量的Y轴方向载荷；Stx为塔架底部应变片测量的X轴方向载荷；Sty为塔架底部应变片测量的Y轴方向载荷；Az_nac为风电机组主控输出的机舱方位角；a为Stty波谷对应机舱方位角；b为Sty波谷对应机舱方位角。

3.根据权利要求1所述的一种基于塔架载荷的风电机组偏航控制方法，其特征在于，在步骤5)中，当风电机组偏航误差大于±5°启动偏航，当风电机组偏航误差小于2°停机偏航，停止偏航后超过10s允许再次偏航。