估计对风角度偏差及矫正对风角度的方法、装置和系统制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种估计对风角度偏差及矫正对风角度的方法、装置和系统。估计对风角度偏差的方法包括：获取风力发电机组的特定时间段内的历史运行数据，其中，所述历史运行数据包括所述特定时间段内的不同的时间点的环境风速值、对风角度实测值和输出功率值；针对任一风速段，基于所述特定时间段内的环境风速值属于所述任一风速段的时间点的对风角度实测值和输出功率值，确定针对所述任一风速段的对风角度偏差值；基于获取的历史运行数据和确定的针对每一个风速段的对风角度偏差值，确定针对所有风速段的统一对风角度偏差值。

Methods, devices and systems for estimating and correcting wind angle deviation

【技术实现步骤摘要】
估计对风角度偏差及矫正对风角度的方法、装置和系统
本专利技术总体说来涉及风力发电
，更具体地讲，涉及一种估计风力发电机组的对风角度偏差的方法及装置、矫正风力发电机组的对风角度的方法及系统。
技术介绍
当前风力发电行业内，兆瓦级以上功率的主流机型通常采用水平轴式设计。基于水平轴式设计的风力发电机组必须配备偏航系统，偏航系统的主要作用是使风力发电机组在进行发电时尽可能处于迎风状态，这就要求偏航系统时刻跟踪风向变化。如图1所示，偏航系统通常通过安装在机舱顶部的风向传感器(例如，风向标)来检测对风角度(风向与机舱轴线之间的夹角的角度)。由于初始安装误差、长期运行后的失效、以及叶轮尾流影响都会使得风力发电机组的偏航系统实际检测到的对风角度值与对风角度真实值之间存在误差，从而导致偏航系统基于对风角度实测值确定的偏航角度值，无法使得风力发电机组尽可能处于迎风状态，既使得风力发电机组损失发电量，也使得风力发电机组的载荷不平衡加剧。因此，如何方便有效地估计对风角度实测值存在的偏差就显得尤为重要。
技术实现思路
本专利技术的示例性实施例在于提供一种估计风力发电机组的对风角度偏差的方法及装置、矫正风力发本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种估计风力发电机组的对风角度偏差的方法，其特征在于，所述方法包括：获取风力发电机组的特定时间段内的历史运行数据，其中，所述历史运行数据包括所述特定时间段内的不同的时间点的环境风速值、对风角度实测值和输出功率值；针对任一风速段，基于所述特定时间段内的环境风速值属于所述任一风速段的时间点的对风角度实测值和输出功率值，确定针对所述任一风速段的对风角度偏差值；基于获取的历史运行数据和确定的针对每一个风速段的对风角度偏差值，确定针对所有风速段的统一对风角度偏差值。

【技术特征摘要】
1.一种估计风力发电机组的对风角度偏差的方法，其特征在于，所述方法包括：获取风力发电机组的特定时间段内的历史运行数据，其中，所述历史运行数据包括所述特定时间段内的不同的时间点的环境风速值、对风角度实测值和输出功率值；针对任一风速段，基于所述特定时间段内的环境风速值属于所述任一风速段的时间点的对风角度实测值和输出功率值，确定针对所述任一风速段的对风角度偏差值；基于获取的历史运行数据和确定的针对每一个风速段的对风角度偏差值，确定针对所有风速段的统一对风角度偏差值。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于获取的历史运行数据和确定的针对每一个风速段的对风角度偏差值，确定针对所有风速段的统一对风角度偏差值的步骤包括：使用针对每一个风速段的对风角度偏差值和统一对风角度偏差变量来计算所述特定时间段的发电量，并将所述特定时间段的发电量取值最大时对应的统一对风角度偏差变量的值作为统一对风角度偏差值。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，使用针对每一个风速段的对风角度偏差值和统一对风角度偏差变量来计算所述特定时间段的发电量的步骤包括：根据公式计算所述特定时间段的发电量；其中，αi为针对第i个风速段的对风角度偏差值，Pi(θ-αi-β)为基于所述历史运行数据确定的环境风速值属于第i个风速段且对风角度值为(θ-αi-β)时的输出功率值，Δt为所述特定时间段内的相邻两个时间点之间的时间间隔，Fij为：所述特定时间段内的环境风速值属于第i个风速段且对风角度实测值属于第j个角度区间的所有时间点的数量，-β为统一对风角度偏差变量；其中，以第一预定间隔将预定风速范围划分为M个风速段，以第二预定间隔将预定角度范围划分为N个角度区间，其中，i和j为整数，且M≥i>0，N≥j>0，Δθ为第二预定间隔。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，Pi(θ-αi-β)＝Pimaxcos3(θ-αi-β)；或者，当(θ-αi-β)属于N个角度区间中的任一角度区间时，Pi(θ-αi-β)的值为：所述特定时间段内的环境风速值属于第i个风速段且对风角度实测值属于所述任一角度区间的所有时间点的输出功率值的平均值，并且，当(θ-αi-β)不属于N个角度区间时，Pi(θ-αi-β)＝Pimaxcos3(θ-αi-β)，其中，Pimax为基于所述历史运行数据估计的针对第i个风速段的风力发电机组正对风时的功率值。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，确定针对任一风速段的对风角度偏差值的步骤包括：针对作为所述任一风速段的第i个风速段，基于与第i个风速段对应的每个角度区间的平均功率值，确定针对第i个风速段的对风角度偏差值，其中，与第i个风速段对应的第j个角度区间的平均功率值Pij为：所述特定时间段内的环境风速值属于第i个风速段且对风角度实测值属于第j个角度区间的所有时间点的输出功率值的平均值。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定针对第i个风速段的对风角度偏差值的步骤包括：基于式(1)对与第i个风速段对应的N个角度区间的平均功率值和N个角度区间的中值进行拟合，以得到αi和Pimax：Pij＝Pimaxcos3(θij-αi)式(1)其中，θij为与第i个风速段对应的第j个角度区间的中值。7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，确定针对第i个风速段的对风角度偏差值的步骤包括：针对任一组对称角度区间，基于与第i个风速段对应的所述任一组对称角度区间所包括的每个角度区间的平均功率值，确定第i个风速段关于所述任一组对称角度区间的对风角度偏差值和风力发电机组正对风时的功率预估值，其中，每一组对称角度区间包括关于标准角度区间对称的两个角度区间，标准角度区间为N个角度区间中的一个；基于获取的关于每一组对称角度区间的对风角度偏差值确定αi，基于获取的关于每一组对称角度区间的风力发电机组正对风时的功率预估值确定Pimax。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，确定第i个风速段关于所述任一组对称角度区间的对风角度偏差值和风力发电机组正对风时的功率预估值的步骤包括：针对作为所述任一组对称角度区间的第k组对称角度区间，获取与第i个风速段对应的角度区间k1和k2的平均功率值和通过式(2)和式(3)计算第i个风速段关于第k组对称角度区间的对风角度偏差值αi(k)和风力发电机组正对风时的功率预估值Pimax(k)，或者，通过式(4)和式(5)计算αi(k)和Pimax(k)：其中，k为大于0的整数，k1和k2指示第k组对称角度区间所包括的角度区间，Pi(标准)为与第i个风速段对应的标准角度区间的平均功率值，dk为两个角度区间k1和k2之间相差的角度区间数量乘以第二预定间隔。9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，当基于和计算得到的两个角度区间k1和k2之间相差的角度γi(k)与dk之间的差值小于第一预设阈值时，计算αi(k)和Pimax(k)，其中，10.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：针对每一个风速段确定获取的历史运行数据中的异常数据，并删除确定的异常数据，以基于删除异常数据后的历史运行数据来执行确定针对每一个风速段的对风角度偏差值的步骤，其中，针对每一个风速段确定异常数据的步骤包括：针对第i个风速段，当所述特定时间段内的环境风速值属于第i个风速段且对风角度实测值属于第j个角度区间的所有时间点的数量小于第二预设阈值，和/或所述所有时间点的输出功率值的标准差大于第三预设阈值时，将所述所有时间点的环境风速值、对风角...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛建国，
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