【技术实现步骤摘要】
风电机组的前馈控制方法、装置以及控制系统
本专利技术总体说来涉及风电
，更具体地讲，涉及一种风电机组的前馈控制方法、装置以及控制系统。
技术介绍
为了降低发电成本，提高单台风电机组的风能捕获面积，从而提高特定风场的风资源利用率，国际市场的MW级风电机组的设计容量越来越大，叶轮半径的尺寸也显著增长，如美国超导公司(AmericanSuperconductorCorp.)于2016年投入市场销售的10MW海上风电机组的叶轮直径就已达190m。一方面，风电机组的叶片的入流条件在时间、空间尺度上差异明显，具有极强的不确定性；另一方面，由于叶轮前方不可避免的存在诱导效应，实际到达叶轮平面的风速的大小并非是自由来流的大小，且来流风速不同，诱导效应的影响也不同，到达叶轮平面的速度衰减率也不同。因此，获得精准的入流风信息，从而加强对大型风电机组的控制是当前风电技术研发的焦点之一。目前使用最广泛的测风传感器是固定在机舱上的被动测量传感器(如风杯、风速仪等)，在入流风达到传感器时才可以测得实时风速的相应信息。实际上，入流风尚未到达叶轮平面时，由于诱导效应的存在使得风电机组的叶轮已经处于吸收风能的状态，因此，风电机组的常规风速传感器测量风速值相对于入流风速值均偏小，同时叶轮旋转扰动的影响也无法规避。随着技术的发展，新型遥感测量装置(如激光镭达等)已逐渐应用于风电机组的测试和控制中，但是由于诱导效应的影响，同样导致来流从不同截面处的风速到叶轮平面处的风速并非呈线性变化的，使得对入流风速的检测不够准确。专...
【技术保护点】
1.一种风电机组的前馈控制方法，其特征在于，包括：/n通过遥感测量装置获取所述风电机组前方的多个空间点位置处的入流风信息，所述多个空间点分布在多个不同的截面，所述多个不同的截面相对所述风电机组的距离不同；/n利用获取的入流风信息合成目标风速；/n基于合成的目标风速，预测目标点的入流风到达叶轮平面所需的来流到达时间；/n根据所预测的来流到达时间对风电机组进行前馈控制。/n
【技术特征摘要】
1.一种风电机组的前馈控制方法，其特征在于，包括：
通过遥感测量装置获取所述风电机组前方的多个空间点位置处的入流风信息，所述多个空间点分布在多个不同的截面，所述多个不同的截面相对所述风电机组的距离不同；
利用获取的入流风信息合成目标风速；
基于合成的目标风速，预测目标点的入流风到达叶轮平面所需的来流到达时间；
根据所预测的来流到达时间对风电机组进行前馈控制。
2.如权利要求1所述的前馈控制方法，其特征在于，利用获取的入流风信息合成目标风速的步骤包括：
针对入流风的每个截面，根据处于该截面的各空间点位置处的入流风信息，确定该截面的截面平均风速；
根据各截面的截面平均风速来获得目标风速。
3.如权利要求2所述的前馈控制方法，其特征在于，利用获取的入流风信息合成目标风速的步骤还包括：确定每个截面对应的诱导效应影响系数，
其中，根据各截面的截面平均风速来获得目标风速的步骤包括：根据所有截面的截面平均风速以及对应的诱导效应影响系数，获得目标风速。
4.如权利要求3所述的前馈控制方法，其特征在于，确定每个截面对应的诱导效应影响系数的步骤包括：
从所有截面中选择一截面作为参考截面；
设定所述参考截面的诱导效应影响系数；
根据所有截面中除所述参考截面之外的其他截面与所述参考截面之间的距离，调整所述参考截面的诱导效应影响系数，以获得所述其他截面的诱导效应影响系数。
5.如权利要求3所述的前馈控制方法，其特征在于，根据所有截面的截面平均风速以及对应的诱导效应影响系数，获得目标风速的步骤包括：
为每个截面设置对应的权重值；
分别计算每个截面的截面平均风速与对应的诱导效应影响系数的比值，将每个比值与对应的权重值的加权求和确定为目标风速。
6.如权利要求2所述的前馈控制方法，其特征在于，根据各截面的截面平均风速来获得目标风速的步骤包括：
通过对各截面的截面平均风速进行合成，获得中间风速，以去除各截面的截面平均风速之间的时间相位差；
根据中间风速与给定诱导效应影响系数，获得目标风速。
7.如权利要求6所述的前馈控制方法，其特征在于，通过对各截面的截面平均风速进行合成，获得中间风速的步骤包括：
针对每个截面，根据该截面到指定截面的距离以及该截面的截面平均风速，确定入流风由该截面流动到所述指定截面时的估测风速；
将所有估测风速的平均值确定为中间风速，
和/或，通过以下方式确定给定诱导效应影响系数：
为每个截面设置对应的权重值；
确定每个截面对应的诱导效应影响系数；
将每个截面对应的诱导效应影响系数与对应的权重值的加权求和，确定为所述给定诱导效应影响系数。
8.如权利要求7所述的前馈控制方法，其特征在于，通过以下方式确定入流风由任一截面流动到所述指定截面时的估测风速：
根据所述任一截面到所述指定截面的距离以及所述任一截面的截面平均风速，计算入流风由所述任一截面流动到所述指定截面所需的流动时间；
将经过所述流动时间之后所确定的所述指定截面的截面平均风速，确定为入流风由所述任一截面流动到所述指定截面时的估测风速。
9.如权利要求1所述的前馈控制方法，其特征在于，所述遥感测量装置包括激光镭达。
10.如权利要求9所述的前馈控制方法，其特征在于，利用获取的入流风信息合成目标风速的步骤包括：
针对激光镭达发射的每根光束，根据该光束上的各空间点位置处的入流风信息以及与各空间点位置处对应的诱导效应影响系数，确定该光束的光束合成风速；
将所有光束的光束合成风速的平均值，确定为目标风速。
11.如权利要求10所述的前馈控制方法，其特征在于，通过以下方式确定任一光束的光束合成风速：
为每个空间点位置设置对应的权重值；
计算所述任一光束上的每个空间点位置处的入流风信息与对应的诱导效应影响系数的比值，将每个比值与对应的权重值的加权求和确定为所述任一光束的光束合成风速。
12.如权利要求1所述的前馈控制方法，其特征在于，基于合成的目标风速，预测目标点的入流风到达叶轮平面所需的来流到达时间的步骤包括：
确定目标点所在位置处到叶轮平面的距离；
将所确定的距离与合成的目标风速的比值，确定为来流到达时间。
13.如权利要求1所述的前馈控制方法，其特征在于，利用获取的入流风信息合成目标风速的步骤包括：
根据获取的多个空间点位置处的入流风信息，获得入流风从目标点流动到叶轮平面的风速变化曲线，
对获得的风速变化曲线进行积分，将积分面积与目标点到叶轮平面的距离的比值，确定为目标风速，
其中，基于合成的目标风速，预测目标点的入流风到达叶轮平面所需的来流到达时间的步骤包括：
将积分面积与所述目标风速的比值，确定为目标点的入流风到达叶轮平面所需的来流到达时间。
14.如权利要求1所述的前馈控制方法，其特征在于，基于合成的目标风速，预测目标点的入流风到达叶轮平面所需的来流到达时间的步骤包括：
根据目标风速与来流到达时间的对应关系，查找与合成的目标风速对应的来流到达时间，并将查找到的来流到达时间确定为目标点的入流风到达叶轮平面所需的来流到达时间。
15.如权利要求1所述的前馈控制方法，其特征在于，基于合成的目标风速，预测目标点的入流风到达叶轮平面所需的来流到达时间的步骤包括：
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【专利技术属性】
技术研发人员：卞凤娇，刘磊，姜明渊，姚世刚，
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
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