风速仪容错控制方法、装置及风电场控制器制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了风速仪容错控制方法、装置及风电场控制器。该方法包括：根据风电场中风力发电机组两两之间的风速相关性系数，确定每台目标风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组；将所述至少一台临近风力发电机组对应的机组标识，以及每台临近风力发电机组与所述目标风力发电机组之间的风速相关性系数，发送至所述目标风力发电机组；向发生风速仪故障的故障风力发电机组发送与所述故障风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组各自的瞬时风速信息。通过对风速仪故障进行冗余，可以提高年度发电量和保障机组安全。

Fault-tolerant control method, device and wind farm controller of anemometer

The embodiment of the invention provides fault-tolerant control method, device and wind farm controller of anemometer. The method includes: determining at least one adjacent wind turbine corresponding to each target wind turbine according to the wind speed correlation coefficient between two wind turbines in the wind farm; identifying at least one adjacent wind turbine corresponding to the target wind turbine, and identifying the wind speed correlation coefficient between each adjacent wind turbine and the target wind turbine. The instantaneous wind speed information of at least one nearby wind turbine corresponding to the faulty wind turbine is transmitted to the target wind turbine and to the faulty wind turbine which has an anemometer fault. Through redundancy of anemometer faults, annual generation capacity can be increased and unit safety can be guaranteed.

【技术实现步骤摘要】
风速仪容错控制方法、装置及风电场控制器
本专利技术涉及风力发电
，具体而言，本专利技术涉及一种风力发电机组的风速仪容错控制方法、装置及风电场控制器。
技术介绍
随着风力发电机控制技术的日益成熟，研究方向已经向着节能增功等精细化发展。其中，风力发电机组故障容错技术已经成为了增加风力发电机有效工作小时数的重要手段之一。风机风速仪故障目前是较为突出的一类故障。该故障出现的频次较高，且一旦发生就需要进行停机处理。风速估计是一种作为替代失效风速仪，从而完成风速仪故障容错的一种实用方法。专利技术人在实现本专利技术的过程中发现，现有的在线风速估计方法通常需要进行离线的参数设计，一旦风机叶片发生老化等改变风机Cp曲线(功率系数曲线)的问题，就会导致风速估计的误差增大。
技术实现思路
本专利技术针对现有方式的缺点，提出一种风力发电机组的风速仪容错控制方法、装置及风电场控制器，用以解决现有技术存在风速估计的误差较大的问题。第一方面，本专利技术的实施例提供了一种风力发电机组的风速仪容错控制方法，其包括：根据风电场中风力发电机组两两之间的风速相关性系数，确定每台目标风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组；将所述至少一台临近风力发电机组对应的机组标识，以及每台临近风力发电机组与所述目标风力发电机组之间的风速相关性系数，发送至所述目标风力发电机组；向发生风速仪故障的故障风力发电机组发送与所述故障风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组各自的瞬时风速信息。第二方面，本专利技术的实施例提供了一种风力发电机组的风速仪容错控制方法，其包括：获取本风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组的机组标识，以及每台临近风力发电机组与本风力发电机组之间的风速相关性系数；当本风力发电机组发生风速仪故障时，获取本风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组各自的瞬时风速信息；根据所述至少一台临近风力发电机组各自的瞬时风速信息、多个所述风速相关性系数，获得各临近风力发电机组的风速融合值；根据所述各临近风力发电机组的风速融合值，确定本风力发电机组的风速估计值。第三方面，本专利技术的实施例提供了一种风电场控制器，其包括：临近风力发电机组确定模块，用于根据风电场中风力发电机组两两之间的风速相关性系数，确定每台目标风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组；数据发送模块，用于将所述至少一台临近风力发电机组分别对应的机组标识，以及每台临近风力发电机组与所述目标风力发电机组之间的风速相关性系数，发送至所述目标风力发电机组；以及，向发生风速仪故障的故障风力发电机组发送与所述故障风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组各自的瞬时风速信息。第四方面，本专利技术的实施例提供了一种风力发电机组的风速仪容错控制装置，其包括：获取模块，用于获取本风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组的机组标识，以及每台临近风力发电机组与本风力发电机组之间的风速相关性系数；以及，当本风力发电机组发生风速仪故障时，获取本风力发电机组对应的多台临近风力发电机组各自的瞬时风速信息；风速融合值计算模块，用于根据所述至少一台临近风力发电机组各自的瞬时风速信息、多个所述风速相关性系数，获得各临近风力发电机组的风速融合值；风速估计值确定模块，用于根据所述各临近风力发电机组的风速融合值，确定本风力发电机组的风速估计值。第五方面，本专利技术的实施例提供了一种电子设备，其包括：处理器；以及存储器，配置用于存储机器可读指令，所述指令在由所述处理器执行时，使得所述处理器前述任意一种方法。第六方面，本专利技术的实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现前述任意一种方法。本专利技术实施例的上述技术方案，通过对风速仪故障进行冗余，利于风速相关性进行风速估计，可以降低风速估计的误差，提高风速估计的精度，同时可保障风力发电机组的安全，并且可以提高年度发电量。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1是本专利技术实施例一的风力发电机组的风速仪容错控制方法的流程图；图2是本专利技术实施例二的风力发电机组的风速仪容错控制方法的流程图；图3为本专利技术的实施例三的风电场控制器的流程流程图；图4为本专利技术实施例三中风力发电机组的主控制PLC的风速估计处理流程图；图5是本专利技术实施例三的振动信号与其包络线实际风速与估计风速比较的示意图；图6是本实施例四提供的一种风电场控制器600的逻辑功能框图；图7是本实施例五提供一种风力发电机组的风速仪容错控制装置700的逻辑功能框图；图8是本实施例六提供的一种电子设备2000的结构示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利技术，而不能解释为对本专利技术的限制。本
技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、“所述”和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本专利技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。应该理解，当我们称元件被“连接”或“耦接”到另一元件时，它可以直接连接或耦接到其他元件，或者也可以存在中间元件。此外，这里使用的“连接”或“耦接”可以包括无线连接或无线耦接。这里使用的措辞“和/或”包括一个或更多个相关联的列出项的全部或任一单元和全部组合。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。风电场控制器(WindFarmController，WFC)，是指在风电场侧实现对风力发电机组的集群控制决策的硬件载体，由实时核部分和非实时核部分两部分组成。实时核(RealTimeController，RT)，是指采用可编程逻辑控制器(PLC)实现，具备与风力发电机组实时通讯、实时运算处理的能力，主要承担了实时决策器及需要高可靠性的决策调度单元的任务。非实时核(Non-RealTimeController，NRT)，其采用工业计算机(IndustrialPersonalComputer，IPC)及非实时操作系统实现，具备与风力发电机组通讯、与实时核通讯、数据存储、复杂运算处理、决策管理、日志记录、HMI(HumanMachineInterface，人机交互接口/人机交互界面)显示接口等能力，主要承担了非实时决策器运行及决策管理的任务。本专利技术的实施例在基于风电场控制器的基础上，建立了风力发电机组风速仪故障冗余的技术解决方案。该技术方案至少包含两个主要部分，其一，当风力发电机组的风速仪失效时，用估计风速值替换风速仪的测量结果，这个估计风速值在一些实施例中是与风速相关性系本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种风力发电机组的风速仪容错控制方法，其特征在于，包括：根据风电场中风力发电机组两两之间的风速相关性系数，确定每台目标风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组；将所述至少一台临近风力发电机组对应的机组标识，以及每台临近风力发电机组与所述目标风力发电机组之间的风速相关性系数，发送至所述目标风力发电机组；向发生风速仪故障的故障风力发电机组发送与所述故障风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组各自的瞬时风速信息。

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组的风速仪容错控制方法，其特征在于，包括：根据风电场中风力发电机组两两之间的风速相关性系数，确定每台目标风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组；将所述至少一台临近风力发电机组对应的机组标识，以及每台临近风力发电机组与所述目标风力发电机组之间的风速相关性系数，发送至所述目标风力发电机组；向发生风速仪故障的故障风力发电机组发送与所述故障风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组各自的瞬时风速信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：根据目标风力发电机组的历史运行数据确定如下计算参数：测量的瞬时风速与平均桨距角之间的二次回归系数a，b，c，以及测量的瞬时风速与转速之间的线性回归系数e与f；将所述计算参数发送至所述每台目标风力发电机组。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在根据风电场中风力发电机组两两之间的风速相关性系数，确定每台目标风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组之前，还包括：获取风电场中风力发电机组两两之间在同一时刻的瞬时风速值；根据所述风力发电机组两两之间在同一时刻的瞬时风速值，和预设的相关系数统计公式获得每两台风力发电机组之间的风速相关性系数；其中，所述风速相关性系数包括皮尔逊相关系数、或者斯皮尔曼相关系数。4.根据权利要求2或3所述的方法，其特征在于，还包括：获取风电场内所有风力发电机组在预设历史周期内的以下历史运行数据：瞬时风速、运行状态、风速仪故障标识位、风力发电机组的转速、以及三个叶片的桨距角。5.一种风力发电机组的风速仪容错控制方法，其特征在于，包括：获取本风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组的机组标识，以及每台临近风力发电机组与本风力发电机组之间的风速相关性系数；当本风力发电机组发生风速仪故障时，获取本风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组各自的瞬时风速信息；根据所述至少一台临近风力发电机组各自的瞬时风速信息、多个所述风速相关性系数，获得各临近风力发电机组的风速融合值；根据所述各临近风力发电机组的风速融合值，确定本风力发电机组的风速估计值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，在所述根据所述临近风力发电机组的风速融合值，确定本风力发电机组的风速估计值的步骤之前还包括：获取本风力发电机组测量的瞬时风速与平均桨距角之间的二次回归系数a，b，c，并获取本风力发电机组的测量的瞬时风速与转速之间的线性回归系数e与f；当本风力发电机组三个桨叶的平均桨距角大于预先设定的最小桨距角与偏置角度之和，并且当前功率大于额定功率与预设比例的乘积时，确定本风力发电机组的单机版风速估计值＝a*平均桨距角*平均桨距角+b*平均桨距角+c；当本风力发电机组三个桨叶的平均桨距角小于或等于预先设定的最小桨距角与偏置角度之和，或者当本风力发电机组的当前功率小于或等于额定功率与预设比例的乘积时，确定本风力发电机组的单机版风速估计值＝e*瞬时转速+f；所述根据所述临近风力发电机组的风速融合值，确定本风力发电机组的风速估计值的步骤包括：根据所述临近风力发电机组的风速融合值，以及所述本风力发电机组的单机版风速估计值，确定本风力发电机组的风速估计值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述的每台临近风力发电机组与本风力发电机组之间的风速相关性系数定义为第一风速相关性系数；所述根据所述临近风力发电机组的风速融合值，以及所述本风力发电机组的单机版风速估计值，确定本风力发电机组的风速估计值，具体包括：计算所述临近风力发电机组的风速融合值与所述本风力发电机组在预设历史时间段内的瞬时风速统计值之间的第二风速相关性系数；计算所述本风力发电机组的单机版风速估计值与所述本风力发电机组在预设历史时间段内的瞬时风速统计值之间的第三风速相关性系数；将所述临近风力发电机组的风速融合值、所述本风力发电机组的单机版风速估计值，分别与所述第二风速相关性系数、所述第三风速相关性系数进行加权平均处理，获得本风力发电机组的风速估计值。8.根据权利要求5-7中任一项所述的方法，其特征在于，还包括：根据所述临近风力发电机组的风速融合值、所述临近风力发电机组分别对应的瞬时风速值、预设的切出风速阈值，判断本风力发电机组是否满足切出条件；以及，根据所述临近风力发电机组分别对应的瞬时风速值，以及预设的切入风速阈值，判断本风力发电机组是否满足切入条件。9.一种风电场控制器，其特征在于，包括：临近风力发电机组确定模块，用于根据风电场中风力发电机组两两之间的风速相关性系数，确定每台目标风力发电机组对应的至少一台临近风力发电机组；...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘忠朋，
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