一種風電機組風向補償優化方法及裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明主要涉及風力發電技術領域，特指一種風電機組風向補償優化方法及裝 置。
【背景技術】
[0002] 當來流風經過大型風力發電機組風輪面時，驅動風輪旋轉，造成風輪后的風向發 生改變，但風速風向儀安裝在機艙尾部，所測風向為風輪后的風向，無法準確的表征風輪前 風向，現有控制技術中，對于經過旋轉風輪面的風向處理不一。部分廠家直接運用機艙尾部 風向儀所測得風向表征來流風向，部分廠家根據設計經驗利用線性關系式對來流風向進行 修正，而線性關系式的參數不好確定，并且難以優化設計。實際中經過旋轉風輪面后，來流 風向會跟隨風輪的轉動發生偏移，且偏移量非線性。因此，其直接結果均導致機組對風不 準，影響機組的風能捕獲，還會造成主控邏輯中控制輸入量偏航風向的不準確，影響機組的 對風情況。
[0003] 在偏航對風控制時，因偏航控制器的輸入量為機艙尾部風向傳感器的測量信號， 該信號受到旋轉風輪的影響會與真實的來流風向產生偏差。導致偏航對風誤差，使得機組 不能準確對風，繼而影響發電性能。針對偏航對風誤差，現有方法主要為基于Lidar的風向 機艙傳遞函數測定（其原理為：同一時間內采用激光雷達裝備測量風輪前的來流風向、風 速儀傳感器測量機艙尾部風向。然后根據兩組測量數據計算出來流風向和機艙尾部風向之 間的傳遞函數）。該方法的不足為：激光雷達裝備的應用成本高并且需要對每個機型分別 測定；相同機型也普遍存在個體差異、不適合批量應用。

【發明內容】

[0004] 本發明要解決的技術問題就在于：針對現有技術存在的技術問題，本發明提供一 種操作簡便、可對來流風向進行補償、以提高對風精確性以及發電性能的風電機組風向補 償優化方法，并相應提供一種結構簡單的風電機組風向補償優化裝置。
[0005] 為解決上述技術問題，本發明提出的技術方案為：
[0006] -種風電機組風向補償優化方法，包括以下步驟：
[0007] S01、在風電機組正常運行時，采集風電機組的運行數據；
[0008] S02、對采集到的運行數據按風向區間等間隔分割，并對運行數據進行預處理；
[0009] S03、根據預處理后的各風向區間內的運行數據分別繪制風速功率曲線，得到一組 功率曲線簇；
[0010] S04、根據功率曲線簇進行外包絡線尋優，并根據風電機組的穩態功率-轉速曲線 識別出各風電機組的轉速段對應的最優風向區間；
[0011] S05、根據最優風向區間進行逆向插補，生成轉速-風向插值表，實現來流風向的 補償。
[0012] 作為上述技術方案的進一步改進：
[0013] 在步驟S02中，預處理的過程為：
[0014] S21、根據標識量對各風向區間內的運行數據進行篩選，剔除特殊狀態下的無用運 行數據；
[0015] S22、對篩選后的運行數據按一定間隔時間進行均值處理；
[0016] S23、對均值處理后的運行數據進行Bin過程處理：選取各風速段下的風速以及功 率，進行平均值的計算。
[0017] 在步驟S21中，特殊狀態包括電網限電、降級模式和覆冰模式。
[0018] 在步驟S01中，采集風電機組運行數據時的采樣頻率大于1HZ。
[0019] 在步驟S01中，運行數據包括風速、功率、槳距角、風向、發電機轉速。
[0020] 本發明還相應公開了一種風電機組風向補償優化裝置，包括
[0021] 運行數據采集模塊，用于采集風電機組在正常運行時的運行數據；
[0022] 數據區間分割模塊，用于對采集到的運行數據按風向區間段等間隔分割；
[0023] 數據處理模塊，用于對分割后的運行數據進行預處理；
[0024] 功率曲線繪制模塊，用于根據預處理后的各風向區間的運行數據分別繪制風速功 率曲線，得到一組功率曲線簇；
[0025] 功率曲線外包絡尋優模塊，用于根據功率曲線簇進行外包絡線尋優，并根據風電 機組的穩態功率-轉速曲線識別出各風電機組的轉速段對應的最優風向區間；
[0026] 風向補償調度模塊，用于根據最優風向區間進行逆向插補，生成轉速-風向插值 表，實現來流風向的補償。
[0027] 作為上述技術方案的進一步改進：
[0028] 所述運行數據采集模塊通過Modbus協議與風電機組的主控模塊進行數據的實時 交互。
[0029] 與現有技術相比，本發明的優點在于：
[0030] 本發明的風電機組風向補償優化方法，通過對風電機組運行數據的處理，得到轉 速-風向插值表，從而實現對風電機組風向的補償，且補償精確，實現風電機組準確對風， 提高發電性能。本發明的風電機組風向補償優化裝置同樣具有方法所述的優點。
【附圖說明】
[0031] 圖1為本發明的方法流程圖。
[0032] 圖2為本發明的各風向區間下功率曲線圖。
[0033] 圖3為圖2中最優風向區間1的放大圖。
[0034] 圖4為圖2中最優風向區間2的放大圖。
[0035] 圖5為圖2中最優風向區間3的放大圖。
[0036] 圖6為圖2中最優風向區間4的放大圖。
[0037] 圖7為本發明的穩態功率-轉速曲線圖。
[0038] 圖8為本發明的兩點插值示意圖。
[0039] 圖9為本發明的化化裝置結構示意圖。
[0040] 圖中標號表示：1、運行數據采集模塊；2、數據區間分割模塊；3、數據處理模塊；4、 功率曲線繪制模塊；5、功率曲線外包絡尋優模塊；6、風向補償調度模塊。
【具體實施方式】
[0041] 以下結合說明書附圖和具體實施例對本發明作進一步描述。
[0042] 如圖1至圖8所示，本實施例的風電機組風向補償優化方法，包括以下步驟：
[0043] S01、在風電機組正常運行時，采集風電機組的運行數據；
[0044] S02、對采集到的運行數據按風向區間等間隔分割，并對運行數據進行預處理；
[0045] S03、根據預處理后的不同風向區間的運行數據繪制風速功率曲線，得到一組功率 曲線簇；
[0046] S04、根據功率曲線簇進行外包絡線尋優，并根據風電機組的穩態功率-轉速曲線 識別出各風電機組的轉速段對應的最優風向區間，其中機組穩態轉速-功率曲線為機組本 身的性能曲線；
[0047] S05、根據最優風向區間進行逆向插補，生成轉速-風向插值表，實現來流風向的 補償。
[0048] 本發明的風電機組風向補償優化方法，通過對風電機組運行數據的處理，得到風 速-風向插值表，從而實現對風電機組風向的補償，且補償精確，實現風電機組準確對風， 提尚發電性能。
[0049] 本實施例中，在步驟S02中，預處理的過程為：
[0050] S21、根據標識量對各風向區間內的運行數據進行篩選，剔除特殊狀態下的無用運 行數據；
[0051] S22、對篩選后的運行數據按一定間隔時間進行均值處理；
[0052] S23、對均值處理后的運行數據進行Bin過程處理：選取各風速段下的風速以及功 率，進行平均值的計算。
[0053] 本實施例中，在步驟S21中，特殊狀態包括電網限電、降級模式和覆冰模式。
[0054] 本實施例中，在步驟S01中，采集風電機組運行數據時的采樣頻率大于1HZ。
[0055] 本實施例中，在步驟S01中，運行數據包括風速、功率、槳距角、風向、發電機轉速。
[0056] 本發明還相應公開了一種風電機組風向補償優化裝置，如圖9所示，包括
[0057] 運行數據采集模塊1，用于采集風電機組在正常運行時的運行數據；
[0058] 數據區間分割模塊2,用于對采集到的運行數據按風向區間段等間隔分割；
[0059] 數據處理模塊3,用于對分割后的運行數據進行預處理；
[0060]