[发明专利]一种基于振动监测的风机自动偏航控制的优化方法

说明书

本发明公开了一种基于振动监测的风机自动偏航控制的优化方法，该方法是首先判断风机的风向信号是否异常，若风向信号无异常，则由风机的控制器直接计算风机与接收到的风向之间的偏差，控制风机偏航系统进行偏航对风；若发现风向信号异常，则通过在风机处安装的振动传感器监测得到的振动加速度来计算风机的风向，由风机的控制器计算风机与计算得到的风向之间的偏差，再根据计算得到的风向来确认偏航方向，最终控制风机偏航系统进行偏航对风；本发明无需额外增加设备，只需要在控制器的程序中增加相应控制方法即可优化风机的偏航，实现风机的完全对风，其实现成本低且实施简单，有效保证了风机的安全。

技术领域

本发明涉及风机偏航控制的技术领域，尤其是指一种基于振动监测的风机自动偏航控制的优化方法。

背景技术

偏航系统是风力发电机组的重要组成部分，保证风力发电机组始终处于迎风状态，提高风能的利用效率，如果对风不准，将产生不多不利的影响，如降低风电机组的发电效率，振动加大等。当风向变化时，风力发电机组通过风向测量装置来获取风向，由控制器计算风力发电机组与风向之间的偏差，并控制偏航系统进行偏航对风。但一旦风向标损坏或无风获取风向时，风力发电机组则无法进行偏航对风，尤其是对于交通不便、风速大的海上风力发电机组来说，若无法偏航，会存在着很大的安全风险。

发明内容

本发明的目的在于为解决现有技术中的不足，提供了一种基于振动监测的风机自动偏航控制的优化方法，通过振动传感器对风机的振动进行监测，利用监测得到的振动数据计算出风机的受力大小和方向，从而得到风向，由控制器计算风机与风向之间的偏差，并控制偏航系统进行偏航对风，从而保证风机的安全。

本发明通过下述技术方案实现：一种基于振动监测的风机自动偏航控制的优化方法，该方法是首先判断风机的风向信号是否异常，若风向信号无异常，则由风机的控制器直接计算风机与接收到的风向之间的偏差，控制风机偏航系统进行偏航对风；若发现风向信号异常，则通过在风机处安装的振动传感器监测得到的振动加速度来计算风机的风向，由风机的控制器计算风机与计算得到的风向之间的偏差，再根据计算得到的风向来确认偏航方向，最终控制风机偏航系统进行偏航对风。

进一步，该方法包括以下步骤：

S1、判断风机的风向信号是否异常，若风向信号无异常，则风机直接进入偏航控制模式，根据接收到的风向信号来计算风机与风向之间的偏差以及获取偏航方向后，执行步骤S4；若发现风向信号异常，则风机进入基于振动监测的偏航控制模式，执行步骤S2；

S2、通过在风机处安装的振动传感器监测得到的振动加速度来计算风机的受力大小及受力方向，从而得到此时风机所受到的风向；

S3、风机的控制器计算风机与风向之间的偏差，并根据风向来确认偏航方向；

S4、根据计算风机与风向之间的偏差以及偏航方向，控制风机偏航系统进行偏航对风，直至风机完全对风。

进一步，所述步骤S2包括以下步骤：

在风机的轮毂中心轴上安装有能够进行三轴向测量的振动传感器，由振动传感器监测得到的振动加速度计算出风机的受力大小和受力方向：

F＝ma；(1)

其中，F为风机的受力，m为风机机舱和叶轮的质量，a为振动传感器监测得到的振动加速度；