[发明专利]风力发电机组及其偏航控制方法与装置

说明书

本发明实施例公开了一种风力发电机组及其偏航控制方法与装置。该方法包括：在风力发电机组偏航运动的过程中，每隔一段时间，获取风向标与偏航位置之间的第一角度以及机舱当前朝向与风力发电机组初始安装时机舱朝向之间的第二角度；根据第一角度和第二角度，计算当前风向相对于预设静止方向的相对风向角；对相对风向角进行平滑处理，得到当前风向相对于预设静止方向的相对平均风向角；根据相对平均风向角控制风力发电机组偏航。本发明实施例的风力发电机组及其偏航控制方法与装置，能够使叶轮停止在对准实际风向的位置，能够提高风能利用率和风力发电机组的发电效率。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组及其偏航控制方法与装置。

背景技术

偏航系统，又称对风装置，是风力发电机组的必不可少的组成系统之一。偏航系统的主要作用是与风力发电机组的控制系统相互配合，使风力发电机组机舱的叶轮始终能对准风向处于迎风状态，从而最大程度的利用风能，提高风力发电机组的发电效率。

目前，为了提高风力发电机组的发电效率，主要是利用风向标传感器采集风向角，然后对采集的风向角进行滤波处理，利用滤波处理后的风向角计算对风偏差，再基于对风偏差控制偏航。其中，风向角是风向标与偏航位置的夹角；偏航位置指机舱当前朝向与偏航0位夹角对应的位置；偏航0位为风力发电机组初始安装时机舱朝向；对风偏差为滤波处理后的风向角与180度的偏差值。

在偏航运动的过程中，风向角不仅仅取决于风向，还取决于偏航位置。此时风向角是风向波动和偏航运动的综合反映。滤波处理不仅仅作用于风向波动，还作用于偏航运动。这就导致利用滤波处理后的风向角计算得到的对风偏差不准确，造成偏航控制时叶轮不能停止在对准实际风向的位置，风能利用率低，风力发电机组的发电效率较低。

发明内容

本发明实施例提供一种风力发电机组及其偏航控制方法与装置，能够使叶轮停止在对准实际风向的位置，能够提高风能利用率和风力发电机组的发电效率。

一方面，本发明实施例提供了一种风力发电机组偏航控制方法，包括：

在风力发电机组偏航运动的过程中，每隔一段时间，获取风向标与偏航位置之间的第一角度以及机舱当前朝向与风力发电机组初始安装时机舱朝向之间的第二角度；

根据第一角度和第二角度，计算当前风向相对于预设静止方向的相对风向角；

对相对风向角进行平滑处理，得到当前风向相对于预设静止方向的相对平均风向角；

根据相对平均风向角控制风力发电机组偏航。

在本发明的一个实施例中，预设静止方向包括：

风力发电机组初始安装时机舱朝向；

根据第一角度和第二角度，计算当前风向相对于预设静止方向的相对风向角，包括：

计算第二角度与第一角度的第一差值，将第一差值作为当前风向相对于预设静止方向的相对风向角。

在本发明的一个实施例中，根据相对平均风向角控制风力发电机组偏航，包括：

根据相对平均风向角以及偏航位置，计算当前风向相对于偏航位置的平均风向角；

根据平均风向角控制风力发电机组偏航。

在本发明的一个实施例中，根据相对平均风向角以及偏航位置，计算当前风向相对于偏航位置的平均风向角，包括：

计算偏航位置与相对平均风向角的第二差值，将第二差值作为当前风向相对于偏航位置的平均风向角。

另一方面，本发明实施例提供了一种风力发电机组偏航控制装置，包括：