一种基于短期风向预测的偏航优化方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于短期风向预测的偏航优化方法及系统，该方法包括以下步骤：S1、实时采集原始风向数据；S2、对所采集的风向数据进行预处理；S3、以预处理后的风向数据作为训练集，训练基于自适应ARIMA算法的短期风向预测模型，进行预测；S4、进行风向数据集的时域特征提取，得到最终预测的风向数据集；S5、将最终预测的风向数据集输入到风电机组偏航控制系统中，由偏航控制系统控制偏航动作的启停；本发明专利技术为偏航系统提供一定提前量的方法能够防止无效偏航情况的发生，有效提高偏航系统的对风准确率，最大程度提高风力发电机组的发电效率，达到降本增效的目的。达到降本增效的目的。达到降本增效的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种基于短期风向预测的偏航优化方法及系统


[0001]本专利技术涉及机组偏航优化的
，尤其是指一种基于短期风向预测的偏航优化方法及系统。

技术介绍

[0002]在风力发电机组实际运行过程中，偏航系统会控制机舱随风向变化自动偏航，使风轮始终保持在迎风状态，下降机舱轴线方向与实际风向之间的偏差均值，从而充分将风能转换为电能，提高发电效率。除此之外，偏航系统还可以通过控制风机摩擦片刹车提供足够的锁定力矩，为风机安全运行提供保障。因此，优越的偏航控制策略对于风力发电效率的提升作用巨大。
[0003]目前，常用的偏航控制策略优化方法可以分为两大类。
[0004](1)按照不同范围给风速与风向划分出多个风速区间与风向区间。这些区间被分别设置了差异化参数，通过采取针对性的偏航控制算法或参数使偏航控制策略在该区间内达到局部最优的效果，进而实现优化偏航控制策略的目的。这种方法理论上可行性极高且算法时间复杂度低，但划分标准极度依赖经验且难度大，还会受到温度、地理位置、障碍物等环境因素影响，导致应用场景单一。
[0005](2)以已采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于短期风向预测的偏航优化方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、实时采集原始风向数据；S2、对所采集的风向数据进行频率修正、噪声滤波和异常值去除的预处理；S3、以预处理后的风向数据作为训练集，训练基于自适应ARIMA算法的短期风向预测模型，对未来的风向数据进行预测，得到待优化的预测风向数据集；S4、进行基于真实采集到的风向数据集与待优化的预测风向数据集的时域特征提取，得到最终预测的风向数据集；S5、将最终预测的风向数据集输入到风电机组偏航控制系统中，由偏航控制系统计算对风误差，并根据对风误差控制偏航动作的启停。2.根据权利要求1所述的一种基于短期风向预测的偏航优化方法，其特征在于，所述步骤S2包括以下步骤：采样频率修正为通过下采样的方法来将风机采样间隔为10ms的主控系统采集数据修正为采样间隔为1S的风向预测模型输入数据，其具体的计算公式如公式(1)所示：U(i)＝V(10*i), i＝1,2,
…
,900； (1)其中，序列U为短期风向预测模型的输入数据序列，序列V为主控程序传递数据序列；再使用低通滤波器来对风向数据进行高频噪声去除；最后，进行30S平均化处理来消弭风向数据集中存在与其他风向数据点相差甚远的离群点，其计算方式如公式(2)所示：最终得到预处理后的风向数据U1(i)。3.根据权利要求1所述的一种基于短期风向预测的偏航优化方法，其特征在于，所述步骤S3包括以下步骤：S3.1、初始化：取预设时间内的预处理后的风向数据作为初始化训练数据序列；S3.2、平稳性检验：使用ADF单位根平稳型检验方法判断该初始化训练数据序列的返回值out1是否为1，使用kpss检验方法判断返回值out2是否为0；若返回值out1和返回值out2不符合要求，则进入步骤S3.3，反之进入步骤S3.4；S3.3、一阶差分：对初始化训练数据序列进行滞后一阶差分，得到差分后的初始化训练数据序列，并对该差分后的初始化训练数据序列进行步骤S3.2所述的平稳性检验；S3.4、模型识别：选择吻合训练数据序列波形变化的函数模型；S3.5、模型定阶：采用AIC与BIC准则，根据训练数据序列自适应的调整自相关系数阶数P和偏自相关系数阶数q，并设定预测的步长；S3.6、滑动预测：将该次预测数据附加上训练数据序列尾部，随后舍弃该数据序列头部若干个数据点，修改后的实验数据序列即为下一次预测过程的初始值，重复多次本步骤所述的预测过程，滑动预测出本次实验最终的若干个预测数据点，待优化的预测风向数据集U2为初始化的数据点与预测出的数据点共同构成；S3.7、参数验证：对预测风向数据集U2进行自噪声检验，判断预测风向数据集U2的噪声是否为白噪声序列，确定预测数据相较于训练数据的拟合效果。
4.根...

【专利技术属性】
技术研发人员：仝彭莎，黄智强，柯泽浚，祁成曦，
申请(专利权)人：明阳智慧能源集团股份公司，
类型：发明
国别省市：