[发明专利]确定风力发电机组的机舱位移的方法、装置和系统

权利要求书

1.一种确定风力发电机组的机舱位移的方法，其特征在于，所述风力发电机组包括机舱、用于测量所述机舱的线性运动数据的线性运动传感器、以及用于测量所述机舱的角度数据的角度传感器，所述方法包括：

通过线性运动传感器获取机舱的所述线性运动数据，并基于获取的线性运动数据来计算第一位移，包括：通过线性运动传感器获取机舱的所述线性运动数据在垂直叶轮平面方向的分量和在平行叶轮平面方向的分量，基于获取的所述线性运动数据的两个分量，分别确定两个位移分量，将所述两个位移分量进行向量合成，得到所述第一位移；

通过角度传感器获取机舱的所述角度数据，并基于获取的角度数据来计算第二位移，包括：确定所述角度数据的多个角度分量中的每个角度分量与机舱相对位移之间的对应关系，根据所述角度数据和所述对应关系来计算所述第二位移；

根据所述第一位移和所述第二位移来确定所述机舱位移，包括：根据所述第一位移和所述第二位移，通过最优估计算法来确定所述机舱位移。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过所述角度数据来计算所述第二位移的步骤还包括：

将在所述风力发电机组处于停机状态下的预定时间段内通过所述角度传感器测量的角度数据的平均值，作为静差；

在计算所述第二位移之前，从用于计算所述第二位移的所述角度数据中减去所述静差。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述第一位移和所述第二位移，通过最优估计算法来确定所述机舱位移的步骤包括：

基于所述第一位移和所述第二位移，通过卡尔曼滤波算法、扩展卡尔曼滤波算法、粒子滤波算法、以及高斯滤波算法中的一个来确定所述机舱位移。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当通过卡尔曼滤波算法来确定所述机舱位移时，确定所述机舱位移的步骤包括：

根据所述线性运动数据和所述第一位移之间的关系，生成状态转移方程；

根据所述角度数据和所述第二位移之间的关系，生成观测方程；

针对所述状态转移方程和所述观测方程执行卡尔曼滤波算法以获得最优估计值，作为所述机舱位移。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，执行卡尔曼滤波算法以获得最优估计值的步骤包括：

根据所述角度数据，设置所述观测方程的观测矩阵；

设置与机舱位移误差对应的协方差矩阵；

根据所述观测矩阵和所述协方差矩阵，确定卡尔曼增益矩阵；

根据所述卡尔曼增益矩阵、所述角度数据、以及所述观测矩阵来更新所述第一位移，以通过迭代计算来获得所述第一位移的最优估计值，

其中，在每次迭代期间，在更新所述第一位移之后，根据所述卡尔曼增益矩阵和所述观测矩阵来对所述协方差矩阵进行更新，并且在下一次迭代期间，根据状态转移方程中的参数对经过更新的协方差矩阵进行再次更新。

6.一种确定风力发电机组的机舱位移的装置，其特征在于，所述风力发电机组包括机舱、用于测量所述机舱的线性运动数据的线性运动传感器、以及用于测量所述机舱的角度数据的角度传感器，所述装置包括：

第一位移计算单元，用于通过所述线性运动数据来计算第一位移，包括：基于所述线性运动数据在垂直叶轮平面方向的分量和在平行叶轮平面方向的分量，分别确定两个位移分量，将所述两个位移分量进行向量合成，得到所述第一位移；

第二位移计算单元，用于通过所述角度数据来计算第二位移，包括：确定所述角度数据的多个角度分量中的每个角度分量与机舱相对位移之间的对应关系，根据所述角度数据和所述对应关系来计算所述第二位移；

机舱位移确定单元，用于根据所述第一位移和所述第二位移来确定所述机舱位移，包括：根据所述第一位移和所述第二位移，通过最优估计算法来确定所述机舱位移。