智能寻优的风电机组偏航控制方法、装置及风电机组制造方法及图纸

本发明专利技术实施例提供了一种智能寻优的风电机组偏航控制方法、装置及风电机组。所述方法包括：采用预设的模糊神经网络预测算法，来修正风向偏差值；对高风速及低风速分别采取不同的差异化控制策略，控制偏航机构的启动；采用爬山算法调整偏航机构的方向，以发现最大输出功率。本发明专利技术实施例提供的智能寻优的风电机组偏航控制方法、装置及风电机组采用高、低风速下进行差异化控制策略，细化了偏航动作的条件，使偏航动作更加准确。

Yaw control method, device and wind turbine based on Intelligent Optimization

【技术实现步骤摘要】
智能寻优的风电机组偏航控制方法、装置及风电机组
本专利技术涉及风力发电
，特别是涉及一种智能寻优的风电机组偏航控制方法、装置及风电机组。
技术介绍
风能作为发展最快的绿色清洁能源因为其蕴藏量大，分布广泛，完全绿色无污染等特点得到了世界各地广泛的关注与研究，由于大部分的地域风向条件是多变无规律的，因此，风力发电机组对风向有效准确的追踪依赖于风力发电机组的偏航系统，该系统可以快速准确的对风控制，是风力发电机组的不可或缺的核心部分。大型风力发电机组的偏航系统的工作原理以及特点：偏航系统一般由偏航轴承、偏航驱动装置、偏航制动器、偏航计数器、偏航液压系统以及偏航扭缆保护控制等几部分组成，目前大型风力发电机采用的主动偏航系统，工作方式为风向标传感器采集到风向与机舱位置的风向角度差值，通过电信号传送给偏航控制器中，偏航控制器则判断当前风向偏差值是否需要启动偏航命令和启动偏航电机，偏航电机将带动偏航齿轮使机舱运行，直到对风完成后结束偏航与偏航电机控制。现有的偏航对风控制主要都采用相对比较简单的控制策略，一版来说都是当风向偏差值大于某一个设定阈值后并持续一段时间就进行偏航对风控制，该策略的好处在于简单易于实现应用，但是这样控制的弊端就会造成风机在风向偏差值的范围里，机组并不是准确对准风向的，经常在风向变化是出现一定的夹角，使机组获得的功率减少，并使桨叶受力不平衡，提高机组的疲劳载荷。由此可见，上述现有的偏航控制策略显然仍存在有不便与缺陷，为了进一步提高风能利用率，保证风力发电机可靠稳定的运行，需要对偏航控制系统以及控制策略进行重新的设计和研发。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种智能寻优的风电机组偏航控制方法、装置及风电机组，采用高、低风速下进行差异化控制策略，细化了偏航动作的条件，使偏航动作更加准确。为解决上述技术问题，本专利技术实施例提供了一种智能寻优的风电机组偏航控制方法，所述方法包括：对高风速及低风速分别采取不同的差异化控制策略，控制偏航机构的启动。在一些实施方式中，对高风速及低风速分别采取不同的差异化控制策略，控制偏航机构的启动，包括：采用风速段区分、风向偏差值阈值区分和判断时间延时阈值区分，三个判断条件来判断是否需要偏航动作。在一些实施方式中，采用风速段区分、风向偏差值阈值区分和判断时间延时阈值区分，三个判断条件来判断是否需要偏航动作，包括：长时间平均风速大于6.5m/s并且风向偏差值大于8°持续160s，长时间平均风速大于6.5m/s并且风向偏差值大于15°持续20s，两个条件满足其一开启偏航电机进行偏航操作；长时间平均风速小于6.5m/s并且风向偏差值大于10°持续160s，长时间平均风速大于6.5m/s并且风向偏差值大于18°持续20s，两个条件满足其一开启偏航电机进行偏航操作。在一些实施方式中，还包括：在高风速及低风速分别采取不同的差异化控制策略，控制偏航控制机构的启动之前，采用预设的模糊神经网络预测算法，来修正风向偏差值。在一些实施方式中，所述模糊神经网络预测算法中使用的模糊神经网络模型包括：输入层、中间层以及输出层，所述输入层包括6个输入单元，所述中间层包括12个中间层单元，所述输出层包括1个输出单元。在一些实施方式中，将所述模糊神经网络模型的预测值进与实际值进行加权修正，得到修正后的风向偏差值。在一些实施方式中，还包括：在高风速及低风速分别采取不同的差异化控制策略，控制偏航控制机构的启动之后，采用爬山算法调整偏航机构的方向，以发现最大输出功率。在一些实施方式中，采用爬山算法调整偏航机构的方向，以发现最大输出功率，包括：当前功率点减去上一个功率点的差值大于了功率范围的容错阈值即所允许的偏差功率，这时候偏航启动，偏航电机按照设定方向转动，完成对风时的输出功率大于之前的输出功率时，则偏航方向正确，否则偏航反向运动，直到在局部范围找到输出的最大功率点停止偏航。此外，本专利技术实施例还提供了一种智能寻优的风电机组偏航控制装置，所述装置包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现根据前文所述的智能寻优的风电机组偏航控制方法。此外，本专利技术实施例还提供了一种风电机组，所述风电机组包括：根据前文所述的智能寻优的风电机组偏航控制装置。采用这样的设计后，本专利技术至少具有以下优点：1、本专利技术采用了风速段区分、风向偏差值阈值区分和判断时间延时阈值区分，三个判断条件来判断偏航是否需要动作，这样的优点在于细化了偏航动作的条件，使偏航动作更加准确。2、本专利技术采用最新的预测算法，提前修正了偏航角度的误差，使风力发电机组对风误差减小，根据仿真计算得出，该算法可以很大程度上减小风向采集以及风向多变带来的误差问题。3、本专利技术采用的爬山寻求最大功率算法，可以在一定范围中不依赖于风向标传感器提高机组对风精度，在同等工况下获得更多的发电量。附图说明上述仅是本专利技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本专利技术的技术手段，以下结合附图与具体实施方式对本专利技术作进一步的详细说明。图1是本专利技术实施例提供的智能寻优的风电机组偏航控制方法的流程图；图2是本专利技术实施例提供的智能寻优的风电机组偏航控制方法的流程图；图3是本专利技术实施例提供的采用模糊神经网络对风向偏差值进行预测修正的流程图；图4是本专利技术实施例提供的智能寻优的风电机组偏航控制装置的结构图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。图1示出了本专利技术实施例提供的智能寻优的风电机组偏航控制方法的流程图。参见图1，智能寻优的风电机组偏航控制方法包括：S11，采用预设的模糊神经网络预测算法，来修正风向偏差值。首先在采集的风向偏差值数据增加了模糊网络神经网络预测算法进行分析与处理，将采集到的6个风向偏差信号编为一组进行第7个数据的预测分析，然后对当前风向偏差值进行一定量的修正。模糊神经网络预测算法，其作用是用来修正风向偏差值，模糊控制有着良好的动态特性，可以有效的减小风力发电机组在偏航过程产生超调和震荡，配置输入层、中间层以及输出层参数即为输入6、中间层为12、输出层为1，经过仿真计算这样的配置在系统的动态响应以及数据处理速度来看是最优的组合，控制器将采集到的六个风向偏差值数据作为一组数据，预测第七个数据值，然后将预测值进与实际值进行加权修正，修正比例为原始为0.7,预测值为0.3。本专利技术采用最新的预测算法，提前修正了偏航角度的误差，使风力发电机组对风误差减小，根据仿真计算得出，该算法可以很大程度上减小风向采集以及风向多变带来的误差问题。S12，对高风速及低风速分别采取不同的差异化控制策略，控制偏航机构的启动。与以往之前大部分的偏航控制策略风向偏差角以及时间延时阈值判断不同，本专利技术采用了风速段区分、风向偏差值阈值区分和判断时间延时阈值区分，三个判断条件来判断偏航是否需要动作，这样的优点在于细化了偏航动作的条件，使偏航动作更加准确。本专利技术实施例提供的智能寻优的风电机组偏航控制方法，该方法采用高、低风速下进行差异化控制策略所述控制策略包括：长时间平均风速大于6.5m/s并且风向偏差值大于8°持续160s，长时间平均风速大于6.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种智能寻优的风电机组偏航控制方法，其特征在于，包括：对高风速及低风速分别采取不同的差异化控制策略，控制偏航机构的启动。

【技术特征摘要】
1.一种智能寻优的风电机组偏航控制方法，其特征在于，包括：对高风速及低风速分别采取不同的差异化控制策略，控制偏航机构的启动。2.根据权利要求1所述的智能寻优的风电机组偏航控制方法，其特征在于，对高风速及低风速分别采取不同的差异化控制策略，控制偏航机构的启动，包括：采用风速段区分、风向偏差值阈值区分和判断时间延时阈值区分，三个判断条件来判断是否需要偏航动作。3.根据权利要求2所述的智能寻优的风电机组偏航控制方法，其特征在于，采用风速段区分、风向偏差值阈值区分和判断时间延时阈值区分，三个判断条件来判断是否需要偏航动作，包括：长时间平均风速大于6.5m/s并且风向偏差值大于8°持续160s，长时间平均风速大于6.5m/s并且风向偏差值大于15°持续20s，两个条件满足其一开启偏航电机进行偏航操作；长时间平均风速小于6.5m/s并且风向偏差值大于10°持续160s，长时间平均风速大于6.5m/s并且风向偏差值大于18°持续20s，两个条件满足其一开启偏航电机进行偏航操作。4.根据权利要求1所述的智能寻优的风电机组偏航控制方法，其特征在于，还包括：在高风速及低风速分别采取不同的差异化控制策略，控制偏航控制机构的启动之前，采用预设的模糊神经网络预测算法，来修正风向偏差值。5.根据权利要求4所述的智能寻优的风电机组偏航控制方法，其特征在于，所述模糊神经网络预测算法中使用的模糊神经网络...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚景春，袁凌，周思宇，王文亮，潘磊，
申请(专利权)人：国电联合动力技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11