[发明专利]基于风向仪输出信号校准的风机偏航对风误差矫正方法

说明书

本发明公开了基于风向仪输出信号校准的风机偏航对风误差矫正方法，包括以下步骤：获取偏航对风误差角度值；将所获取到的偏航对风偏差角度值换算成为对应的电信号；通过偏航对风偏差矫正模块对风向仪输出电信号进行矫正；将补偿后的电信号接入到控制器模拟量输入模块，实现偏航对风偏差的矫正；对偏航对风误差矫正效果分析验证。本发明中，只需在风向仪输出侧安装偏航对风偏差矫正模块，无需修改风电机组控制程序和调整风向仪安装方位，矫正方法容易实现和应用，且便于重复多次矫正和优化，矫正方法中加入对矫正效果的验证，并对矫正后的风电机组风向参量变化带来的发电量提升情况进行了分析及验证，可根据结果指导矫正，进而达到最优矫正效果。

技术领域

本发明属于风电机组偏航控制技术领域，具体涉及基于风向仪输出信号校准的风机偏航对风误差矫正方法。

背景技术

风电机组在实际运行过程中，机舱随着风向的变化会自动偏航，只有尽可能地使机舱水平轴线与风向平行，即叶轮扫掠平面正对来风方向，才能最大限度地获取风能，提高风力发电机组的发电效率。目前行业内大多数风电机组的风向值采用安装在机舱尾部的风向仪直接测量获得，风向仪在安装调试时容易受安装工艺的限值以及人为因素的影响，导致机舱水平轴线与风向仪初始位置存在安装偏差。此外，由于风向仪安装位置容易受叶片尾流影响，且长时间运行磨损都会造成风向仪测量值与叶轮前端实际来流风向存在一定的测量偏差。上述风向仪的安装误差和测量偏差在风机实际运行过程中体现为风向仪所测风向与实际来流风向产生一个夹角，造成机舱水平轴线与实际来流风向产生偏差，称其为偏航对风误差，偏航对风误差将会影响机组对风能的吸收，降低机组发电效能，同时也会使机组承受偏载，造成不正常的磨损和振动。

目前行业内对于偏航对风误差矫正主要通过以下两种方式：

(1)确定偏航对风误差的方位和角度值，通过调节风向仪安装方位，使得风向标的初始零位与机舱水平轴线夹角等于偏航对风误差角度，实现准确对风。但是此方法精度差，实施效果无法得到保证。

(2)根据偏航误差数值，在机组主控制系统内修改控制程序，通过程序控制的方式对偏航对风偏差进行补偿，但主机厂家基本都出于技术保密考虑不会向外方提供主控系统源程序和专用软件，运营方难以主导偏航对风矫正优化工作，实用性较差。

发明内容

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供基于风向仪输出信号校准的风机偏航对风误差矫正方法。

为实现上述目的，达到上述技术效果，本发明采用的技术方案为：

基于风向仪输出信号校准的风机偏航对风误差矫正方法，包括以下步骤：

(1)获取偏航对风误差角度值；

(2)将所获取到的偏航对风偏差角度值换算成为对应的电信号；

(3)通过偏航对风偏差矫正模块对风向仪输出电信号进行矫正，从而达到误差补偿消除；

(4)将补偿后的电信号接入到控制器模拟量输入模块，实现偏航对风偏差的矫正；

(5)对偏航对风误差矫正效果分析验证。

进一步的，步骤(1)中，通过激光雷达测风或后台监控系统数据分析获取偏航对风误差角度值。

进一步的，通过激光雷达测风获取偏航对风误差角度值的步骤包括：

先在风机机舱顶部安装激光雷达，激光雷达的测风方向与机舱中轴线在同一水平方向；同步采集激光雷达所测风向与机舱上的风向仪的风向实时数据，测试周期不少于3个月，对数据进行分析和处理，剔除无效数据，对剔除后的数据进行统计分析，得到偏航对风误差角度值。

进一步的，所述无效数据包括：a)未并网和停机状态数据，b)偏航动作状态下的数据，c)雨天和大雾天气的数据。