[发明专利]面向扇区调控的风电场级偏航动态优化方法和系统

说明书

本发明涉及风电场控制技术领域，具体涉及一种面向扇区调控的风电场级偏航动态优化方法，包括：获取针对每一台风电机组的现场监控数据；获取用于表示各个风电机组的部件载荷情况的载荷数据；针对预先划分的若干个扇区，结合所述现场监控数据和所述载荷数据，逐个扇区地判断各个风电机组在对应扇区是否受到其他风电机组的尾流影响；以及针对受尾流影响的风电机组进行偏航优化控制，以使对应风电机组在其偏航电机的控制下达到机组功率与载荷的最优。本发明还涉及一种面向扇区调控的风电场级偏航动态优化系统。本发明针对受到尾流影响的风电机组制定新的偏航控制策略，以保证风电机组在受到尾流影响时依然能捕获更多的风能，同时减少载荷的增长。

技术领域

本发明涉及风电场控制技术领域，具体地涉及一种面向扇区调控的风电场级偏航动态优化方法和系统。

背景技术

作为风电场经济效益的重要影响因素，风电机组尾流效应易引起尾流区风速降低、湍流度增加，导致下游风电机组功率损失、疲劳载荷增加，造成风电机组振动、机械损伤等后果。前排机组的偏航动作可对其尾流产生一定影响，理论上可通过扇区管理实现机组偏航角度管理，以此改变吹向后排机组的风在空间和速度上的分布，实现一定程度的尾流改善。

偏航系统，又称对风装置，是风力发电机机舱的一部分，其作用在于当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便风轮获得最大的风能。中小型风电机组可用舵轮作为对风装置，其工作原理大致如下：当风向变化时，位于风轮后面的两舵轮(其旋转平面与风轮旋转平面相垂直)旋转，并通过一套齿轮传动系统使风轮偏转，当风轮重新对准风向后，舵轮停止转动，对风过程结束。大中型风电机组一般采用电动的偏航系统来调整风轮并使其对准风向。偏航系统一般包括感应风向的风向标、偏航电机、偏航行星齿轮减速器、偏航制动器(偏航阻尼或偏航卡钳)、回转体大齿轮等。偏航的动态过程是否及时，对风速度是否迅速，在很大程度上会影响风电机组的风能俘获效率，进而影响发电量。

现有风电机组的偏航控制策略虽然能够做到及时对风，捕获更多的风能，但是忽略了风电场尾流效应对风电机组偏航的影响。风电场中前后排机组之间可能会存在尾流效应，这使得在同一时间下两台机组捕获的风在风速和风向上会产生较大的差别，其发电功率也会有明显的不同，因此需要对受到尾流影响的风电机组制定新的偏航控制策略，以保证风电机组在受到尾流影响的情况下依然能捕获更多的风能。

发明内容

本发明实施例的目的是对受到尾流影响的风电机组制定新的偏航控制策略。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种面向扇区调控的风电场级偏航动态优化方法，包括：获取针对每一台风电机组的现场监控数据；获取用于表示各个风电机组的部件载荷情况的载荷数据；针对预先划分的若干个扇区，结合所述现场监控数据和所述载荷数据，逐个扇区地判断各个风电机组在对应扇区是否受到其他风电机组的尾流影响；以及针对受尾流影响的风电机组进行偏航优化控制，以使对应风电机组在其偏航电机的控制下达到机组功率与载荷的最优。

优选的，所述获取针对每一台风电机组的现场监控数据包括：从与对应风电场关联的SCADA数据库中获取针对每一台风电机组的所述现场监控数据。

优选的，在所述获取针对每一台风电机组的现场监控数据之后，该面向扇区调控的风电场级偏航动态优化方法还包括对所述现场监控数据进行以下预处理：删除所述现场监控数据中的无效数据，所述无效数据包括空数据和错误数据；删除所述现场监控数据中在切入风速以下和/或额定风速以上采集的数据；删除所述现场监控数据中对应于极端环境的环境数据；以及删除不符合设定标准的异常数据。

优选的，所述获取用于表示各个风电机组的部件载荷情况的载荷数据包括：确定针对设定位置的待测载荷数据；确定所述待测载荷数据的测量条件；以及在所述测量条件下，通过载荷传感器获取所述设定位置的所述待测载荷数据。