[发明专利]一种风力发电机组偏航自动矫正控制方法

摘要

本发明公开了一种风力发电机组偏航自动矫正控制方法，由风力发电机组偏航基本原理可知，同一风速条件下，风机正对风的时候，对应着发电机的功率峰值，在理想状态，即风向仪不存在误差的时候，其功率峰值应当在零点或其附近的位置出现。当发电机功率峰值对应偏航角度不为0时，说明风向仪的测量结果产生了偏差，而在实际风机组中获取的数据结果是大量零散的点，根据这些数据点进行统计分析以及进一步的处理，计算出此时的功率峰值对应偏航角度的值，然后将此偏差量换算成偏航角度的偏移量，并在程序中进行修正，即可在软件上完成风向仪矫正处理，使得风机能继续正确偏航。本发明方法精简而易处理，运算量较小且可精确度较高的获取偏移量数据。

主权项

1.一种风力发电机组偏航自动矫正控制方法，其特征在于，包括以下步骤：1)数据采集工作设定数据筛选条件：根据机组运行状态，将机组运行情况进行初步筛选，获取同一风速附近的机组功率及对应的风机位置与风向偏差角度值这些有效数据，为防止冗余计算，先对往年的偏航动作发生风速段进行统计，将“风速”设定为偏航次数发生较多的风速段；规定数据采集时间：根据经验判断设定具体的限定范围，统计一段时间内偏航次数，计算出相邻两次偏航间隔时间，结合算法本身运算量，确定采样时间；2)数据分析处理工作2.1)数据预处理：设定数据剔除条件，将不合理的大误差点剔除，完成二次筛选；2.2)将二次筛选后的数据视作平面上分布的点群，再对平面进行区域划分；其中，先确定好平面的区域范围，这里即指同一风速附近下发电机功率上、下限pmax和pmin以及对应偏航角度值的最大、最小值θmax和θmin；2.3)当pmax、pmin、θmax和θmin值确定后，在平面坐标下划出该风速附近数据采样点分布的范围，并将数据分布的矩形平面按照指定步长分成多个网格，如下：2.3.1)将偏航角度设定为每N度为一个间隔，即将横坐标[θmin,θmax]以N为步长进行等分，N为正数，[θmin+N·(i‑1),θmin+N·i]为第i列的坐标范围,其中θmin+N·i≤θmax,i＝1,2,3,…,n；2.3.2)将发电机功率设定为每M千瓦为一个间隔，即将纵坐标[pmin,pmax]以M为步长进行等分，M为正数，[pmin+M·(j‑1),pmin+M·j]为第j行的坐标范围,其中pmin+M·j≤pmax,j＝1,2,3,…,m；2.4)根据步骤2.3)的划分，得到每一个网格的坐标范围，而不同数据点分属于各网格内，易知计算精度与同一平面内的网格数呈正相关关系，当网格尺度越小，同一平面内网格数越多，拟合出的结果精度越高，网格尺度即前述横纵坐标的步长，其网格尺度能够根据精确度的要求自由调整；2.5)根据每一个采样点的坐标，判断其分属于哪个网格之内，统计出每一网格内采样点的数目kji；2.6)接着统计出相同横坐标间隔内，纵向所有网格，即一列网格内所有采样点的数目rj；2.7)将单个网格内点的数目比上网格所在列的总采样点数，即ωji＝kji/rj，把该比值作为网格所占权重；2.8)将网格的中心点，即矩形对角线的交点的坐标(θ_min+N·i‑0.5N,p_min+M·j‑0.5M)作为网格的坐标，对同一列的全体网格，将其中心点纵坐标值乘以所占权重，相加结果作为该列的纵坐标横坐标(θ_min+N·i‑0.5N)作为该列中点坐标，即对应偏航角度值；2.9)将计算结果ci，即相应发电机功率值的大小根据冒泡法排序，得到发电机功率最高的在前的一些点，对这些点的横坐标(θmin+N·i‑0.5N)进行求平均值处理，将最终的结果作为风机偏航的偏移量；2.10)将偏航对风角度实测值减去此偏移量，作为后续偏航对风角度值。