估计风力涡轮机转子处风速的方法及装置制造方法及图纸

本公开提供一种估计风力涡轮机转子处风速的方法及装置。所述方法包括：通过风力涡轮机的激光雷达传感器，获取与风力涡轮机相关的预定位置的风速测量矢量；通过风力涡轮机的非风速传感器，获取与风力涡轮机的转子相关的非风速测量矢量；基于所述风速测量矢量和所述非风速测量矢量，利用状态空间估计模型生成所述转子处的风速估计矢量。转子处的风速估计矢量。转子处的风速估计矢量。

【技术实现步骤摘要】
估计风力涡轮机转子处风速的方法及装置


[0001]本公开涉及可再生能源领域，具体涉及一种估计风力涡轮机转子处风速的方法及装置。

技术介绍

[0002]对于风力发电，准确测量或估计风力涡轮机周围以及转子处的风速分布，对于控制风力涡轮机的运行至关重要。例如，可通过设置在风场中的测风塔来测量或估计特定位置(例如，每个风力涡轮机的机位点)的风速；可通过设置在风力涡轮机上的激光雷达(LIDAR)传感器测量或估计特定位置的风速。
[0003]目前，针对风力涡轮机的风速估计技术仍在不断演进中，期望显著改善风速测量的精度和效率。

技术实现思路

[0004]本公开的实施例的目的在于提供一种估计风力涡轮机转子处风速的方法及装置，可以利用激光雷达传感器和非风速传感器来准确估计转子处的风速，改善风力涡轮机的控制性能。
[0005]根据本公开的实施例，提供一种估计风力涡轮机转子处风速的方法，所述方法包括：通过风力涡轮机的激光雷达传感器，获取与风力涡轮机相关的预定位置的风速测量矢量；通过风力涡轮机的非风速传感器，获取与风力涡轮机的转子相关的非风速测量矢量；基于所述风速测量矢量和所述非风速测量矢量，利用状态空间估计模型生成所述转子处的风速估计矢量。
[0006]根据本公开的实施例，提供一种估计风力涡轮机转子处风速的装置，所述装置包括：风速测量模块，被配置为：通过风力涡轮机的激光雷达传感器，获取与风力涡轮机相关的预定位置的风速测量矢量；非风速测量模块，被配置为：通过风力涡轮机的非风速传感器，获取与风力涡轮机的转子相关的非风速测量矢量；风速估计模块，被配置为：基于所述风速测量矢量和所述非风速测量矢量，利用状态空间估计模型生成所述转子处的风速估计矢量。
[0007]根据本公开的实施例，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如上所述的估计风力涡轮机转子处风速的方法。
[0008]根据本公开的实施例，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，实现如上所述的估计风力涡轮机转子处风速的方法。
[0009]根据本公开的实施例，提供一种风力涡轮机，所述风力涡轮机包括：激光雷达传感器，被配置为测量与风力涡轮机相关的预定位置的风速测量矢量；非风速传感器，被配置为测量与风力涡轮机的转子相关的非风速测量矢量；如上所述的计算机装置，所述计算装置电连接到激光雷达传感器和非风速传感器。
[0010]采用根据本公开的实施例的估计风力涡轮机转子处风速的方法及装置、计算机可读存储介质、计算装置以及风力涡轮机，至少可以实现以下技术效果之一：通过利用激光雷达传感器和非风速传感器来准确估计转子处的风速，改善风力涡轮机的控制性能；有利于在更新风力涡轮机的风速预测模型中使用的塔架模式频率的同时估计转子处的风速和风加速度。
附图说明
[0011]通过下面结合附图进行的描述，本公开的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚。
[0012]图1是根据本公开的实施例的估计风力涡轮机转子处风速的方法的流程图。
[0013]图2是根据本公开的实施例的估计风力涡轮机转子处风速的方法的另一流程图。
[0014]图3是根据本公开的实施例的估计风力涡轮机转子处风速的系统的框图。
[0015]图4是根据本公开的实施例的估计风力涡轮机转子处风速的方法的数据流图。
[0016]图5是根据本公开的实施例的估计风力涡轮机转子处风速的方法的另一流程图。
[0017]图6是根据本公开的实施例的估计风力涡轮机转子处风速的方法的另一数据流图。
[0018]图7是根据本公开的实施例的计算装置的框图。
具体实施方式
[0019]目前，大多直接采用激光雷达传感器的风速测量数据来作为参考风速数据，输入至风力涡轮机的控制器以进行控制，即使考虑到传播时间的影响也难以准确估计传播时间导致的误差，因此，导致基于激光雷达传感器的风速估计结果出现较大误差。例如，可以通过将激光雷达传感器的风速测量结果从测量点时移到遇到转子的时间点来获取作为控制器输入的风速估计结果。通常会假设从测量点到转子处的传播时间可以通过传播距离除以平均风速来估计，该传播时间的误差对于准确估计转子处的风速以及基于该风速的控制算法(例如，使用前馈控制算法)非常关键。但是，传统方法中的传播时间误差较大，难以满足严格的精度要求。
[0020]本专利技术提出的技术方案有利于减少基于激光雷达传感器的风速估计结果中的估计误差，改善风力涡轮机转子处风速的估计准确度，有利于在更新风力涡轮机的风速预测模型中使用的塔架模式频率的同时估计转子处的风速和风加速度。根据本专利技术的技术方案可以通过校正传播时间延迟来校正来自激光雷达测量装置(例如，激光雷达传感器)的风速测量数据，并且通过将风速测量数据馈送到状态空间估计模型(例如，卡尔曼滤波器)来校正风速测量数据，可利用状态空间估计模型将来自激光雷达的风速测量数据与来自涡轮机中的非风速测量装置的非风速测量数据相组合，以将风速测量数据调整为与非风速测量数据匹配的结果，从而减少风速估计误差，提高风速估计的准确度。
[0021]下面结合附图，提供具体实施方式的描述以帮助读者获得对在此描述的方法、装置和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开之后，在此描述的方法、装置和/或系统的各种改变、修改和等同物将是清楚的。例如，在此描述的操作的顺序仅是示例，并且不限于在此阐述的那些顺序，而是除了必须以特定的顺序发生的操作之外，可如在理解本申
请的公开之后将是清楚的那样被改变。此外，为了更加清楚和简明，本领域已知的特征的描述可被省略。
[0022]在此描述的特征可以以不同的形式来实现，而不应被解释为限于在此描述的示例。相反，已提供在此描述的示例，以仅示出实现在此描述的方法、装置和/或系统的许多可行方式中的一些可行方式，所述许多可行方式在理解本申请的公开之后将是清楚的。
[0023]如在此使用的，术语“和/或”包括相关联的所列项中的任何一个以及任何两个或更多个的任何组合。
[0024]尽管在此可使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各种构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不应被这些术语所限制。相反，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分进行区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，在此描述的示例中所称的第一构件、第一组件、第一区域、第一层或第一部分也可被称为第二构件、第二组件、第二区域、第二层或第二部分。
[0025]在此使用的术语仅用于描述各种示例，并不将用于限制公开。除非上下文另外清楚地指示，否则单数形式也意在包括复数形式。术语“包含”、“包括”和“具有”说明存在叙述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。
[0026]除非另有定义，否则本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种估计风力涡轮机转子处风速的方法，其特征在于，所述方法包括：通过风力涡轮机的激光雷达传感器，获取与风力涡轮机相关的预定位置的风速测量矢量；通过风力涡轮机的非风速传感器，获取与风力涡轮机的转子相关的非风速测量矢量；基于所述风速测量矢量和所述非风速测量矢量，利用状态空间估计模型生成所述转子处的风速估计矢量。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述风速测量矢量和所述非风速测量矢量，利用状态空间估计模型生成所述转子处的风速估计矢量，包括：对所述风速测量矢量进行时间校正，以生成风速测量校正矢量；基于风速测量校正矢量和所述非风速测量矢量，利用状态空间估计模型生成所述转子处的风速估计矢量。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述风速测量矢量进行时间校正，以生成风速测量校正矢量，包括：利用传播时间校正矢量对所述风速测量矢量进行时间校正，以生成风速测量校正矢量，其中，所述传播时间校正矢量基于风速测量校正矢量和所述非风速测量矢量而更新。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述传播时间校正矢量基于风速测量校正矢量和所述非风速测量矢量而利用所述状态空间估计模型更新。5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述风速测量校正矢量包括不同传播时间对应的多个风速测量校正矢量。6.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述基于风速测量校正矢量和所述非风速测量矢量，利用状态空间估计模型生成所述转子处的风速估计矢量，包括：基于所述非风速测量矢量和不同传播时间对应的风速时移矢量，生成所述转子处的不同传播时间对应的风速时移估计矢量及其对应的转子转速估计误差矢量；基于所述风速测量校正矢量、所述风速时移估计矢量及其对应的转子转速估计误差矢量，利用状态空间估计模型生成所述转子处的风速估计矢量，其中，所述风速时移矢量基于所述风速测量校正矢量、所述风速时移估计矢量及其对应的转子转速估计误差矢量而更新。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述风速时移矢量基于所述风速测量校正矢量、所述风速时移估计矢量及其对应的转子转速估计误差矢量而利用...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：