风力发电机组的偏航控制方法和设备技术

提供一种风力发电机组的偏航控制方法和设备，该风力发电机组的偏航控制方法包括：每当获取到风向时，基于当前时刻的风向和当前时刻风力发电机组的机舱方向，确定当前时刻风力发电机组的初始偏航角度值；基于当前时刻的风资源数据和上一时刻的初始偏航角度值，获得当前时刻的预测偏航角度值；基于当前时刻的初始偏航角度值和当前时刻的预测偏航角度值，确定当前时刻的偏航角度值；控制风力发电机组的机舱旋转所述偏航角度值。采用本发明专利技术示例性实施例的风力发电机组的偏航控制方法和设备，能够提高对风力发电机组的偏航控制的精确度，使得风力发电机组能够最大程度的捕获风能。

【技术实现步骤摘要】
风力发电机组的偏航控制方法和设备
本专利技术总体上涉及风力发电
，更具体地讲，涉及一种风力发电机组的偏航控制方法和设备。
技术介绍
目前，在大型风力发电机组的现场安装过程中，由于装配工艺的限制以及高空作业的困难，对风力发电机组的机舱的初始位置与安装在风力发电机组上的风向标的初始位置的精确标定在实际操作中存在困难。一般在风电场安装风力发电机组时，调试人员根据经验通过目测的方式来进行风力发电机组的机舱的初始位置以及风向标的初始位置的标定，这导致所标定的风力发电机组的机舱的初始位置与风向标的初始位置存在偏差。此外，由于目前在风电场中使用的风向标多为机械式风速风向仪，在经过长时间的运行之后会产生机械磨损，而且在寒冷环境下运行时会结冰，这会导致对风向的测量存在误差，进而影响对偏航角度的确定精度，因此即使在风电场中安装风力发电机组时能够精确标定风向标的初始位置与风力发电机组的机舱的初始位置，所确定的偏航角度也会存在偏差。由于上述偏差的存在，使得所确定的风力发电机组的偏航角度不够准确，导致对风力发电机组的偏航控制不准确，风力发电机组的机舱不能正对风向，对风不准会导致风轮平面内的风载不平衡，影响风力发电机组的寿命和可靠性。此外，偏航频次过多会带来偏航电机、偏航齿轮、摩擦片等偏航系统硬件的失效，同时也会伴生出偏航冲击，导致风力发电机组的振动检测系统的报警和风力发电机组的停机。此外，由于存在上述偏差而导致对风不准，还会降低对风能的利用率，使得风力发电机组的发电效率降低，造成风力发电机组的输出功率和发电量得下降。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例的目的在于提供一种风力发电机组的偏航控制方法和设备，以克服上述至少一个缺点。在一个总体方面，提供一种风力发电机组的偏航控制方法，该偏航控制方法包括：每当获取到风向时，基于当前时刻的风向和当前时刻风力发电机组的机舱方向，确定当前时刻风力发电机组的初始偏航角度值；基于当前时刻的风资源数据和上一时刻的初始偏航角度值，获得当前时刻的预测偏航角度值；基于当前时刻的初始偏航角度值和当前时刻的预测偏航角度值，确定当前时刻的偏航角度值；控制风力发电机组的机舱旋转所述偏航角度值。可选地，基于当前时刻的风向和当前时刻风力发电机组的机舱方向，确定当前时刻风力发电机组的初始偏航角度值的步骤可包括：获取当前时刻风力发电机组的机舱偏离预定方向的第一角度值；确定当前时刻的风向偏离所述预定方向的第二角度值；将所述第一角度值与所述第二角度值的差值，确定为当前时刻的初始偏航角度值。可选地，所述偏航控制方法可还包括：获取风力发电机组的位置和机舱高度，其中，当前时刻的风向可指在所述位置处，在所述机舱高度处的当前时刻的风向。可选地，当前时刻的风资源数据可包括在所述位置处在所述机舱高度处的当前时刻的风速和风向。可选地，基于当前时刻的风资源数据以及上一时刻的初始偏航角度值，获得当前时刻的预测偏航角度值的步骤可包括：通过将在所述位置处在所述机舱高度处的当前时刻的风速和风向、上一时刻的初始偏航角度值输入到偏航角度预测模型，获得当前时刻的预测偏航角度值。可选地，所述偏航角度预测模型可为基于BP神经网络的模型。可选地，可通过设置在所述风力发电机组上的卫星罗经仪获取所述风力发电机组的位置、机舱高度和当前时刻的机舱偏离预定方向的第一角度值。可选地，所述卫星罗经仪可包括第一天线、第二天线和控制器，其中，第一天线可设置在风力发电机组的轮毂内，第二天线可设置在风力发电机组的机舱内，控制器可设置在风力发电机组的机舱内位于第一天线与第二天线的连线上，其中，第一天线与第二天线的连线可与轮毂的中心线或机舱的中心线平行，机舱偏离所述预定方向的第一角度值可为第一天线与第二天线的连线与所述预定方向的夹角。可选地，所述预定方向可为正北方向。可选地，基于当前时刻的初始偏航角度值和当前时刻的预测偏航角度值，确定当前时刻的偏航角度值，控制风力发电机组的机舱旋转所述偏航角度值的步骤可包括：计算当前时刻的初始偏航角度值与当前时刻的预测偏航角度值的差值；当所述差值小于或等于设定值时，将当前时刻的初始偏航角度值作为当前时刻的偏航角度值，控制风力发电机组的机舱旋转所述偏航角度值。在另一总体方面，提供一种风力发电机组的偏航控制设备，所述偏航控制设备包括：初始偏航角度确定模块，每当获取到风向时，基于当前时刻的风向和当前时刻风力发电机组的机舱方向，确定当前时刻风力发电机组的初始偏航角度值；预测偏航角度确定模块，基于当前时刻的风资源数据和上一时刻的初始偏航角度值，获得当前时刻的预测偏航角度值；偏航角度确定模块，基于当前时刻的初始偏航角度值和当前时刻的预测偏航角度值，确定当前时刻的偏航角度值；偏航控制模块，控制风力发电机组的机舱旋转所述偏航角度值。可选地，初始偏航角度确定模块可包括：机舱方向确定子模块，获取当前时刻风力发电机组的机舱偏离预定方向的第一角度值；风向确定子模块，确定当前时刻的风向偏离所述预定方向的第二角度值；初始角度确定子模块，将所述第一角度值与所述第二角度值的差值，确定为当前时刻的初始偏航角度值。可选地，所述偏航控制设备可还包括：地理信息获取模块，获取风力发电机组的位置和机舱高度，其中，当前时刻的风向可指在所述位置处在所述机舱高度处的当前时刻的风向。可选地，当前时刻的风资源数据可包括在所述位置处在所述机舱高度处的当前时刻的风速和风向。可选地，预测偏航角度确定模块可通过将在所述位置处在所述机舱高度处的当前时刻的风速和风向、上一时刻的初始偏航角度值输入到偏航角度预测模型，获得当前时刻的预测偏航角度值。可选地，所述偏航角度预测模型可为基于BP神经网络的模型。可选地，机舱方向确定子模块可从设置在所述风力发电机组上的卫星罗经仪获取由所述卫星罗经仪确定的当前时刻的机舱偏离预定方向的第一角度值，地理信息获取模块可从所述卫星罗经仪获取由所述卫星罗经仪确定的所述风力发电机组的位置和机舱高度。可选地，所述卫星罗经仪可包括第一天线、第二天线和控制器，其中，第一天线可设置在风力发电机组的轮毂内，第二天线可设置在风力发电机组的机舱内，控制器可设置在风力发电机组的机舱内位于第一天线与第二天线的连线上，其中，第一天线与第二天线的连线可与轮毂的中心线或机舱的中心线平行，机舱偏离所述预定方向的第一角度值可为第一天线与第二天线的连线与所述预定方向的夹角。可选地，所述预定方向可为正北方向。可选地，偏航角度确定模块可计算当前时刻的初始偏航角度值与当前时刻的预测偏航角度值的差值，当所述差值小于或等于设定值时，将当前时刻的初始偏航角度值作为当前时刻的偏航角度值。在另一总体方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现上述的风力发电机组的偏航控制方法。在另一总体方面，提供一种计算装置，所述计算装置包括：处理器；存储器，存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现上述的风力发电机组的偏航控制方法。采用本专利技术示例性实施例的风力发电机组的偏航控制方法和设备，能够提高对风力发电机组的偏航控制的精确度，使得风力发电机组能够最大程度的捕获风能。附图说明通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的详细描述，本专利技术示例性实施例的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组的偏航控制方法，其特征在于，所述偏航控制方法包括：每当获取到风向时，基于当前时刻的风向和当前时刻风力发电机组的机舱方向，确定当前时刻风力发电机组的初始偏航角度值；基于当前时刻的风资源数据和上一时刻的初始偏航角度值，获得当前时刻的预测偏航角度值；基于当前时刻的初始偏航角度值和当前时刻的预测偏航角度值，确定当前时刻的偏航角度值；控制风力发电机组的机舱旋转所述偏航角度值。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的偏航控制方法，其特征在于，所述偏航控制方法包括：每当获取到风向时，基于当前时刻的风向和当前时刻风力发电机组的机舱方向，确定当前时刻风力发电机组的初始偏航角度值；基于当前时刻的风资源数据和上一时刻的初始偏航角度值，获得当前时刻的预测偏航角度值；基于当前时刻的初始偏航角度值和当前时刻的预测偏航角度值，确定当前时刻的偏航角度值；控制风力发电机组的机舱旋转所述偏航角度值。2.如权利要求1所述的偏航控制方法，其特征在于，基于当前时刻的风向和当前时刻风力发电机组的机舱方向，确定当前时刻风力发电机组的初始偏航角度值的步骤包括：获取当前时刻风力发电机组的机舱偏离预定方向的第一角度值；确定当前时刻的风向偏离所述预定方向的第二角度值；将所述第一角度值与所述第二角度值的差值，确定为当前时刻的初始偏航角度值。3.如权利要求2所述的偏航控制方法，其特征在于，所述偏航控制方法还包括：获取风力发电机组的位置和机舱高度，其中，当前时刻的风向是指在所述位置处，在所述机舱高度处的当前时刻的风向。4.如权利要求3所述的偏航控制方法，其特征在于，当前时刻的风资源数据包括在所述位置处在所述机舱高度处的当前时刻的风速和风向。5.如权利要求4所述的偏航控制方法，其特征在于，基于当前时刻的风资源数据以及上一时刻的初始偏航角度值，获得当前时刻的预测偏航角度值的步骤包括：通过将在所述位置处在所述机舱高度处的当前时刻的风速和风向、上一时刻的初始偏航角度值输入到偏航角度预测模型，获得当前时刻的预测偏航角度值。6.如权利要求5所述的偏航控制方法，其特征在于，所述偏航角度预测模型为基于BP神经网络的模型。7.如权利要求3所述的偏航控制方法，其特征在于，通过设置在所述风力发电机组上的卫星罗经仪获取所述风力发电机组的位置、机舱高度和当前时刻的机舱偏离预定方向的第一角度值。8.如权利要求7所述的偏航控制方法，其特征在于，所述卫星罗经仪包括第一天线、第二天线和控制器，其中，第一天线设置在风力发电机组的轮毂内，第二天线设置在风力发电机组的机舱内，控制器设置在风力发电机组的机舱内位于第一天线与第二天线的连线上，其中，第一天线与第二天线的连线与轮毂的中心线或机舱的中心线平行，机舱偏离所述预定方向的第一角度值为第一天线与第二天线的连线与所述预定方向的夹角。9.如权利要求2所述的偏航控制方法，其特征在于，所述预定方向为正北方向。10.如权利要求1所述的偏航控制方法，其特征在于，基于当前时刻的初始偏航角度值和当前时刻的预测偏航角度值，确定当前时刻的偏航角度值的步骤包括：计算当前时刻的初始偏航角度值与当前时刻的预测偏航角度值的差值；当所述差值小于或等于设定值时，将当前时刻的初始偏航角度值作为当前时刻的偏航角度值，以控制风力发电机组的机舱旋转所述偏航角度值。11.一种风力发电机组的偏航控制设备，其特征在于，所述偏航控制设备包括：初始偏航角度确定模块，每当获取到风向时，基于当前时刻的风向和当前时刻风力发电机组的机舱方向，确定当...

【专利技术属性】
技术研发人员：房海涛，
申请(专利权)人：北京金风科创风电设备有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11