一种用于确定风力涡轮机的偏航位置偏移的方法技术

提供了一种用于确定风力涡轮机(1)的偏航位置偏移的方法。认定风电场的邻近风力涡轮机(2)，所述邻近风力涡轮机(2)布置在风力涡轮机(1)附近。获得来自风力涡轮机(1)和来自邻近风力涡轮机(2)的在一段时间内的产出功率数据和/或风速数据，以及基于获得的产出功率数据和/或风速数据，并且基于风力涡轮机(1)和邻近风力涡轮机(2)的地理位置，推导出风力涡轮机(1)的偏航位置偏移。局部最大值和局部最小值在偏航位置中分离开基本上等于180°的角度差。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】一种用于确定风力涡轮机的偏航位置偏移的方法
本专利技术涉及一种用于相对于绝对地理方向确定风力涡轮机的偏航位置偏移的方法。可以进一步校正风力涡轮机的偏航位置，以便消除偏航位置偏移。此外，本专利技术提供了一种能够执行该方法的控制器。
技术介绍
有时相关的是相对于特定地标或地理定向确定风力涡轮机的机舱的绝对定向，从而确定机舱所承载的转子的定向。例如，可能需要如此做，以便执行相对于风向的扇区管理控制。此外，可以根据由相邻风力涡轮机、植被、景观等引起的尾流效应等来调节给定风力涡轮机的控制，因此期望知道这些障碍物何时布置在相对于风力涡轮机的风向上。已知以手动方式相对于绝对地理方向校准风力涡轮机的偏航系统。例如，可以借助于罗盘来认定地理方向“北”，并且该方向可以用作参考方向，并且当机舱朝向该方向时，偏航角可以设定为零。作为替代，朝向特定地标的方向可以用作参考方向，并且当机舱朝向地标时，偏航角可以设定为零。偏航系统的这种手动校准是相对不精确的，并且存在相当大的引入手动错误的风险。EP2599993A1公开了一种确定风力涡轮机的部件的偏航角的方法。自动和自主定位系统的至少一个接收器用于生成接收器的位置数据。接收器布置在受到偏航运动影响的风力涡轮机位置处。接收器的位置数据用于生成第一参考轴线，其定义部件相对于地理方向的实际定向。第二参考轴线定义部件关于预定义地标或关于预定义地理方向的定向。第一参考轴线和第二参考轴线在公共交叉点处相遇。第一和第二参考轴线之间的角度被确定为部件的偏航角。EP2949924A1公开了一种用于重新校准风电场中的多个风力涡轮机的机舱位置的计算机实现的方法。该方法包括认定被包括在风电场内的至少两个相关联的风力涡轮机，其中每个相关联的风力涡轮机包括位置信息。至少部分地基于每个相关联的风力涡轮机的位置信息来确定用于相关联的风力涡轮机的多个预测尾流特征。取回与相关联的风力涡轮机相关的多个历史性能数据，并且基于所述多个历史性能数据确定多个当前的尾流特征。确定预测尾流特征与当前尾流特征之间的变化，并且基于所认定的变化确定用于至少一个相关联的风力涡轮机的重新校准因子。
技术实现思路
本专利技术的实施方式的目的是提供一种用于确定偏航位置偏移的方法，其允许以精确的方式容易地确定偏航位置偏移。本专利技术的实施方式的另一个目的是提供一种用于确定偏航位置偏移的方法，其允许确定偏航位置偏移而无需额外的设备或传感器。根据第一方面，本专利技术提供了一种用于确定风力涡轮机的偏航位置偏移的方法，风力涡轮机包括塔架和可旋转地附接在塔架上的机舱，并且风力涡轮机布置在风电场中，该方法包括以下步骤：-认定风电场的邻近风力涡轮机，所述邻近风力涡轮机布置在风力涡轮机附近，-获得在一段时间内的来自风力涡轮机和来自邻近风力涡轮机的产出功率数据，-基于获得的产出功率数据，获得与风力涡轮机的产出功率和邻近风力涡轮机的产出功率之间的产出功率比或产出功率差相关的数据，作为风力涡轮机的偏航位置的函数，所述偏航位置由风力涡轮机提供，-分析产出功率比数据或产出功率差数据，并且认定产出功率比或功率差中的、在由偏航位置分离开基本上等于180°的角度差的局部最大值和局部最小值，并且认定对应于局部最大值和局部最小值的偏航位置，所述局部最大值从邻近风力涡轮机直接布置在风力涡轮机的尾流中的情况下产生，并且所述局部最小值从风力涡轮机直接布置在邻近风力涡轮机的尾流中的情况下产生，以及-基于分析步骤并且基于风力涡轮机和邻近风力涡轮机的地理位置，推导出风力涡轮机的偏航位置偏移。本专利技术的第一方面的方法涉及确定风力涡轮机的偏航位置偏移，该风力涡轮机包括塔架和可旋转地附接在塔架上的机舱。机舱相对于塔架的旋转运动通常被称为偏航运动，并且机舱的角位置通常被称为偏航位置。风力涡轮机布置在风电场中。在本文中，术语“风电场”应该被解释为表示布置在场地(即明确定义的地理区域)内的一组风力涡轮机。风电场可以安排在岸上或离岸。风电场的风力涡轮机有时至少部分地相互依赖地控制。风电场有时也被称为“风力发电厂”或“风场”。根据本专利技术的第一方面的方法，首先认定风电场的邻近风力涡轮机。因此，邻近风力涡轮机也布置在布置有风力涡轮机的风电场中。此外，邻近风力涡轮机布置在风力涡轮机附近。因此，可以预期风力涡轮机的操作可能受到邻近风力涡轮机的操作或甚至仅仅存在的影响，反之亦然。一旦已认定出邻近风力涡轮机，则获得在一段时间内的来自风力涡轮机和来自邻近风力涡轮机的产出功率数据。在本文中，术语“产出功率数据”应该被解释为表示与由各个风力涡轮机产出的电功率相关的数据。因此，在该方法的该步骤期间，获得关于在指定的时间段期间由风力涡轮机提供和由邻近风力涡轮机提供的功率产出的数据。因此，从两个风力涡轮机获得相关的产出功率数据，并且必须预期这样的数据包括关于每个风力涡轮机的功率产出如何受到另一个风力涡轮机的影响的信息。然后，基于获得的产出功率数据，并且作为风力涡轮机的偏航位置的函数，获得与风力涡轮机的产出功率和邻近风力涡轮机的产出功率之间的产出功率比或产出功率差相关的数据。接下来，分析产出功率比数据或产出功率差数据，并且认定产出功率比或功率差中的局部最大值和局部最小值，局部最大值和局部最小值在偏航位置中分离开基本上等于180°的角度差。此外，认定对应于局部最大值和局部最小值的偏航位置。在获得和分析的数据与风力涡轮机的产出功率和邻近风力涡轮机的产出功率之间的产出功率比相关的情况下，以下适用。当邻近风力涡轮机直接布置在风力涡轮机的尾流中时，风力涡轮机的功率产出将不会受到邻近风力涡轮机的影响。然而，邻近风力涡轮机的功率产出将会最大程度地受到风力涡轮机的影响。因此，当发生这种情况时，可以预期由风力涡轮机产出的功率与由邻近风力涡轮机产出的功率之间的比率处于局部最大值。类似地，当风力涡轮机直接布置在邻近风力涡轮机的尾流中时，风力涡轮机的功率产出将会最大程度地受到邻近风力涡轮机的影响，而邻近风力涡轮机的功率产出将完全不会受到风力涡轮机的影响。因此，当发生这种情况时，可以预期由风力涡轮机产出的功率与由邻近风力涡轮机产出的功率之间的比率处于局部最小值。在获得和分析的数据与风力涡轮机的产出功率和邻近风力涡轮机的产出功率之间的产出功率差相关的情况下，适用关于局部最大值和局部最小值的类似说明。然而，在这种情况下，不是从获得的产出功率数据推导出产出功率比，而是获得风力涡轮机的产出功率与邻近风力涡轮机的产出功率之间的产出功率差。应当注意的是，在本文中，产出功率差不是绝对值，而是可以是正的也可以是负的，取决于哪个风力涡轮机被布置在另一个的尾流中。与上述说明类似，当邻近风力涡轮机直接布置在风力涡轮机的尾流中时，产出功率差将会是正的并且处于最大值，并且当风力涡轮机直接布置在邻近风力涡轮机的尾流中时，产出功率差将会是负的并且处于最小值。所认定的局部最大值和局部最小值在偏航位置中分离开基本上等于180°的角度差。其中邻近风力涡轮机直接布置在风力涡轮机的尾流中的偏航位置必须与其中风力涡轮机直接布置在邻近风力涡轮机的尾流中的偏航位置分离开180°的角度差。因此，产出功率比数据或产出功率差数据中的分离开180°的角度差的最大值/最小值对是这两个偏航位置的合适候选者。因为很可能在风力涡轮机本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定风力涡轮机(1)的偏航位置偏移的方法，风力涡轮机(1)包括塔架和可旋转地附接在塔架上的机舱，并且风力涡轮机(1)布置在风电场中，所述方法包括以下步骤：‑认定风电场的邻近风力涡轮机(2)，所述邻近风力涡轮机(2)布置在风力涡轮机(1)附近，‑获得在一段时间内的来自风力涡轮机(1)和来自邻近风力涡轮机(2)的产出功率数据，‑基于获得的产出功率数据，获得与风力涡轮机(1)的产出功率和邻近风力涡轮机(2)的产出功率之间的产出功率比或产出功率差相关的数据，作为风力涡轮机(1)的偏航位置的函数，所述偏航位置由风力涡轮机(1)提供，‑分析产出功率比数据或产出功率差数据，并且认定产出功率比或功率差中的、在偏航位置中分离开基本上等于180°的角度差的局部最大值和局部最小值，并且认定对应于局部最大值和局部最小值的偏航位置，所述局部最大值从邻近风力涡轮机(2)直接布置在风力涡轮机(1)的尾流中的情况下产生，并且所述局部最小值从风力涡轮机(1)直接布置在邻近风力涡轮机(2)的尾流中的情况下产生，以及‑基于分析步骤并且基于风力涡轮机(1)和邻近风力涡轮机(2)的地理位置，推导出风力涡轮机(1)的偏航位置偏移。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.03 DK PA2016701271.一种用于确定风力涡轮机(1)的偏航位置偏移的方法，风力涡轮机(1)包括塔架和可旋转地附接在塔架上的机舱，并且风力涡轮机(1)布置在风电场中，所述方法包括以下步骤：-认定风电场的邻近风力涡轮机(2)，所述邻近风力涡轮机(2)布置在风力涡轮机(1)附近，-获得在一段时间内的来自风力涡轮机(1)和来自邻近风力涡轮机(2)的产出功率数据，-基于获得的产出功率数据，获得与风力涡轮机(1)的产出功率和邻近风力涡轮机(2)的产出功率之间的产出功率比或产出功率差相关的数据，作为风力涡轮机(1)的偏航位置的函数，所述偏航位置由风力涡轮机(1)提供，-分析产出功率比数据或产出功率差数据，并且认定产出功率比或功率差中的、在偏航位置中分离开基本上等于180°的角度差的局部最大值和局部最小值，并且认定对应于局部最大值和局部最小值的偏航位置，所述局部最大值从邻近风力涡轮机(2)直接布置在风力涡轮机(1)的尾流中的情况下产生，并且所述局部最小值从风力涡轮机(1)直接布置在邻近风力涡轮机(2)的尾流中的情况下产生，以及-基于分析步骤并且基于风力涡轮机(1)和邻近风力涡轮机(2)的地理位置，推导出风力涡轮机(1)的偏航位置偏移。2.根据权利要求1所述的方法，还包括以下步骤：-推导出对应于邻近风力涡轮机(2)直接布置在风力涡轮机(1)的尾流中的情况下的风力涡轮机(1)的绝对偏航位置，以及对应于风力涡轮机(1)直接布置在邻近风力涡轮机(2)的尾流中的情况下的风力涡轮机(1)的绝对偏航位置，其中推导出偏航位置偏移的步骤包括优选地基于风力涡轮机(1)和邻近风力涡轮机(2)的地理位置，将认定的偏航位置与推导出的绝对偏航位置进行比较。3.根据权利要求1或2所述的方法，还包括以下步骤：-认定风电场的另一邻近风力涡轮机(3)，所述另一邻近风力涡轮机(3)布置在风力涡轮机(1)附近，-获得在一段时间内的来自风力涡轮机(1)和来自所述另一邻近风力涡轮机(3)的产出功率数据，以及-基于获得的产出功率数据并且基于风力涡轮机(1)和所述另一邻近风力涡轮机(3)的地理位置，推导出风力涡轮机(1)的偏航位置偏移。4.根据权利要求3所述的方法，还包括以下步骤：基于根据从邻近风力涡轮机(2)获得的产出功率数据推导出的偏航位置偏移以及基于从所述另一邻近风力涡轮机(3)获得的产出功率数据推导出的偏航位置偏移来推导出风力涡轮机(1)的所得偏航位置偏移。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中获得产出功率数据的步骤在风力涡轮机(1)和/或邻近风力涡轮机(2)在部分负载区域中操作的同时执行。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，还包括校正由风力涡轮机(1)提供的偏航位置以便消除推导出的偏航位置偏移的步骤。7.一种用于控制至少一个风力涡轮机(1)的控制器，风力涡轮机包括塔架和可旋转地附接在塔架上的机舱，风力涡轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·梅尔高克里斯滕松，
申请(专利权)人：维斯塔斯风力系统集团公司，
类型：发明
国别省市：丹麦,DK