CN104989592B - 风力发电机组机舱风向校正方法 - Google Patents
风力发电机组机舱风向校正方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104989592B CN104989592B CN201510394373.6A CN201510394373A CN104989592B CN 104989592 B CN104989592 B CN 104989592B CN 201510394373 A CN201510394373 A CN 201510394373A CN 104989592 B CN104989592 B CN 104989592B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wind direction
- wind
- mrow
- engine room
- set engine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/72—Wind turbines with rotation axis in wind direction
Landscapes
- Wind Motors (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
Abstract
本发明所提供的一种风力发电机组机舱风向校正方法，包括步骤：A、选定基准风向；B、计算机组机舱风向；C、依据所述基准风向对机组机舱风向进行校正。由上，待校正的风向与选定的基准风向对齐，实现了风电场内各机组机舱风向的自动校正。
Description
技术领域
本发明涉及风电场监控技术领域，特别涉及一种风力发电机组机舱风向校正方法。
背景技术
风力发电机组机舱风向数据是进行机组对风性能评价、风电场发电量优化控制的基础，获得正确的风向数据对于上述分析工作至关重要。机舱风向等于机组偏航角度与对风角度(实际风向与机组叶轮迎风面法线方向角度偏差)之和，其中对风角度与机组的控制策略密切相关，其数据精度较高，偏差很小；但偏航角度由于机组栽种时未准确“对北”，“对北”是默认的安装要求，“对北”用于保证所有机组在偏航角度为0时，机舱朝向完全一致。但实际中，偏航角由于往往偏差较大，这直接导致合成后的计算风向出现偏差。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于，提供一种风力发电机组机舱风向校正方法，包括步骤：
A、选定基准风向；
B、计算机组机舱风向；
C、依据所述基准风向对机组机舱风向进行校正。
由上，待校正的风向与选定的基准风向对齐，实现了风电场内各机组机舱风向的自动校正。
可选的，步骤A中，所述基准风向至少包括以下之一：由测风塔所采集的风向、由风向标所采集的风向和由激光雷达所采集的基准风向。
可选的，所述由测风塔所采集的风向包括：由与机组临近的测风塔上的，与机组轮毂高度最接近的风向测点所采集的风向。
由上，针对山地等特殊地形，采用与机组距离接近，高度接近的采集点，可以更准确的获取基准风向。
可选的，所述步骤A后还包括：将所选定的基准风向进行归一化处理的步骤；
所述步骤B还包括：将所计算的机组机舱风向进行归一化处理的步骤。
由上，由于不同采集装置，以及不同风向的呈现角度不同，例如组成机组机舱风向的偏航角度通常范围在-1080°～1080°之间，对风角度通常在-180°～180°之间，而基准风向一般在0°～360°之间，因此，需将各风向进行归一化处理，便于在统一标准下进行校正。
可选的，步骤C采用以下公式进行校正：
式中x表示待求的校正量；
db表示所述基准风向；
di表示所述机组机舱风向；
rotate为旋转变换函数，
e为旋转偏差函数，
mean为平均值函数，表示所计算出的机组机舱风向di与基准风向db的偏差平均值函数。
由上，旋转变换函数rotate的目的在于将参与计算的机组机舱风向di以及偏差量x的和进行归一化计算，使其在0°～360°范围内；
旋转偏差函数e的目的在于修正实质角度接近但象限跨度较大的情况，例如1°与359°，横跨不同象限，但实质仅相差2°，若直接修正则产生较大误差，通过旋转偏差函数e可有效消除上述误差。
可选的，还包括步骤：将所述校正量x进行归一化处理的步骤。
可选的，间隔一定时间执行所述步骤C。
由上，设定修正时间间隔的目的在于避免实时修正风向，从而影响偏航机构的寿命。
可选的，步骤C后还包括步骤：依据风向偏差以及修正后的风向对风力发电机组进行监控。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为对风角度的原理示意图。
具体实施方式
为克服现有技术存在的缺陷，本发明提供一种风力发电机组机舱风向校正方法，将待校正的风向与选定的基准风向对齐，实现了风电场内各机组机舱风向的自动校正。
如图1所示，本发明包括以下步骤：
步骤S10：选定基准风向db。
基准风向选取是校正方法成败的基础。对于已投产风电场，选择测风塔风向为基准风向db。
对于平坦地形风场，风电场内的所有机组都可认为与测风塔风向相同。
对于山地地形，选择与机组临近的测风塔风向作为基准风向db。其中，由于测风塔通常具有多层风向测点，选择与机组轮毂高度接近的风向测点所检测的风向作为基准风向db。
对于未投产的风电场，由于其无测风塔数据，可以采用如风向标、激光雷达等，记录一段时间的风向作为基准风向。
测风塔风向的范围在0°～360°之间，当采用风向标或激光雷达所采集到的基准风向范围在0°～360°以外时，需以0°-360°范围进行归一化计算，折算至0-360°之间。
步骤S20：计算机组机舱风向di。
机舱风向等于机组偏航角度与对风角度之和。如图2所示，所述对风角度θ指，实际风向与机组叶轮迎风面法线方向角度偏差。由于偏航角度通常范围在-1080°～1080°之间，对风角度通常在-180°～180°之间。两者相加后若取值范围在0°～360°范围以外，则需进行归一化计算，以0°～360°范围进行求余计算，以折算至0°～360°之间。
步骤S30：基于所述基准风向db对机组机舱风向di进行校正。
由于机舱风向di中的对风角度与机组的控制策略密切相关，其数据精度较高，偏差很小，因此本步骤的实质便是对机组偏航角度的校正。
具体的，采用以下公式：
式中mean函数为平均值函数；e为旋转偏差函数，rotate为旋转变换函数，x为待求的校正量。
公式能够自动将待校准的机组机舱风向di向基准风向db靠近，即寻找x使得mean值达到最小，以进行角度校正。
旋转变换函数rotate的目的在于将参与计算的机组机舱风向di以及偏差量x的和进行归一化计算，使其在0°～360°范围内。
需要说明的是，由于风向校正的难点在于基准风向db与机组机舱风向di在一些极限角度很接近，但横跨不同象限的情况，若直接修正，则可能造成误差。举例来说，1°与359°风向差实质上很接近，只差2°，但如果直接相减进行修正，那么结论是359°-1°＝358°，两者差距很大。因此采用旋转偏差函数e计算偏差，即，此时358°>180°，须用360°-358°＝2°，由此便计算出正确的角度偏差。
mean函数表示步骤S20所计算出的机组机舱风向di与步骤S10中设定的基准风向db的偏差的平均值。
求出使mean函数取值最小的x后，再采用求余函数mod(di+x，360°)对x进行求余运算，以使其在0～360°范围内。例如：mod(361°,360°)＝1°；mod(1°,360°)＝1°。因此，361°与1°是同一个角度，这符合物理意义。
最终，依据求得的x值，即偏差值对机组机舱风向di进行校正，实质即是对偏航角度进行校正。
进一步的，为了避免频繁对风向的调整，可以设置一调整时间间隔，例如以月为单位或者以季度为单位进行调整。
步骤S40(未图示)：依据风向偏差以及修正后的风向对风力发电机组进行监控。
具体来说，包括以下两类：
1)、机组对风监测：在SCADA***中，将全场机组的偏航位置进行比较，找出偏航控制较差(对风不准)的机组，以进行修护。
2)、风电场优化控制：在风电场能量管理平台中，根据各风机的风向数据，从风机寿命或整场发电量的角度出发，对机组控制策略进行调整。如北风时机组湍流较大，风电场部分风机停止发电，以保证机组的使用寿命。
另外，还可应用于风资源后评估。具体来说，机组真实的风向，表示风电场内各个机位的实际风资源情况。风电场投运后，在风资源分析***中，将风资源数据与前期选址的模拟数据进行对比，评价风电场风资源模拟算法的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明。总之，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种风力发电机组机舱风向校正方法，其特征在于，包括步骤：
A、选定基准风向；
B、计算机组机舱风向；
C、依据所述基准风向对机组机舱风向进行校正；
步骤C采用以下公式进行校正：
<mfenced open = "" close = "">
<mtable>
<mtr>
<mtd>
<munder>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>i</mi>
<mi>n</mi>
</mrow>
<mi>x</mi>
</munder>
</mtd>
<mtd>
<mrow>
<mi>m</mi>
<mi>e</mi>
<mi>a</mi>
<mi>n</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mi>e</mi>
<mo>(</mo>
<mrow>
<mi>r</mi>
<mi>o</mi>
<mi>t</mi>
<mi>a</mi>
<mi>t</mi>
<mi>e</mi>
<mrow>
<mo>(</mo>
<mrow>
<msub>
<mi>d</mi>
<mi>i</mi>
</msub>
<mo>+</mo>
<mi>x</mi>
</mrow>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>,</mo>
<msub>
<mi>d</mi>
<mi>b</mi>
</msub>
</mrow>
<mo>)</mo>
<mo>)</mo>
</mrow>
<mo>;</mo>
</mrow>
</mtd>
</mtr>
</mtable>
</mfenced>
式中x表示待求的校正量；
db表示所述基准风向；
di表示所述机组机舱风向；
rotate为旋转变换函数，
e为旋转偏差函数，
mean为平均值函数，表示所计算出的机组机舱风向di与基准风向db的偏差平均值函数。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤A中，所述基准风向至少包括以下之一：由测风塔所采集的风向、由风向标所采集的风向和由激光雷达所采集的基准风向。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述由测风塔所采集的风向包括：由与机组临近的测风塔上的，与机组轮毂高度最接近的风向测点所采集的风向。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤A后还包括：将所选定的基准风向进行归一化处理的步骤；
所述步骤B还包括：将所计算的机组机舱风向进行归一化处理的步骤。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括步骤：将所述校正量x进行归一化处理的步骤。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，间隔一定时间执行所述步骤C。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤C后还包括步骤：依据风向偏差以及修正后的风向对风力发电机组进行监控。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510394373.6A CN104989592B (zh) | 2015-07-07 | 2015-07-07 | 风力发电机组机舱风向校正方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510394373.6A CN104989592B (zh) | 2015-07-07 | 2015-07-07 | 风力发电机组机舱风向校正方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104989592A CN104989592A (zh) | 2015-10-21 |
| CN104989592B true CN104989592B (zh) | 2018-05-04 |
Family
ID=54301456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510394373.6A Active CN104989592B (zh) | 2015-07-07 | 2015-07-07 | 风力发电机组机舱风向校正方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104989592B (zh) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105240213A (zh) * | 2015-11-13 | 2016-01-13 | 天津瑞源电气有限公司 | 风电机组控制***及自动追踪获取最大功率风向的方法 |
| CN107304746B (zh) * | 2016-04-20 | 2020-07-17 | 北京天诚同创电气有限公司 | 风力发电机组及其运行控制方法与设备 |
| CN106014858B (zh) * | 2016-07-21 | 2019-11-22 | 浙江运达风电股份有限公司 | 一种风电机组对风误差自动校准方法及装置 |
| CN107178469B (zh) * | 2017-06-29 | 2019-02-15 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风力发电机组的偏航角度值的校正方法及装置 |
| CN110632346B (zh) * | 2018-11-29 | 2022-08-26 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风向标安装误差校正方法、装置及*** |
| CN109989884B (zh) * | 2019-05-09 | 2020-02-07 | 浙江大学 | 一种风机偏航控制方法 |
| CN110308304B (zh) * | 2019-06-27 | 2021-03-23 | 湘电风能有限公司 | 一种风力发电机组风向标校零方法 |
| CN113719424B (zh) * | 2020-05-25 | 2022-12-27 | 新疆金风科技股份有限公司 | 用于确定风电机组的真北风向的方法和装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1362183A1 (de) * | 2001-02-10 | 2003-11-19 | Aloys Wobben | Azimuthsnachführung einer windkraftanlage |
| CN102341595A (zh) * | 2009-03-05 | 2012-02-01 | 通用电气风能(挪威)有限公司 | 用于风力机的偏航*** |
| EP2631470A1 (en) * | 2012-02-23 | 2013-08-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Method to align the yaw angle of a nacelle of a wind turbine |
-
2015
- 2015-07-07 CN CN201510394373.6A patent/CN104989592B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1362183A1 (de) * | 2001-02-10 | 2003-11-19 | Aloys Wobben | Azimuthsnachführung einer windkraftanlage |
| CN102341595A (zh) * | 2009-03-05 | 2012-02-01 | 通用电气风能(挪威)有限公司 | 用于风力机的偏航*** |
| EP2631470A1 (en) * | 2012-02-23 | 2013-08-28 | Siemens Aktiengesellschaft | Method to align the yaw angle of a nacelle of a wind turbine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104989592A (zh) | 2015-10-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104989592B (zh) | 风力发电机组机舱风向校正方法 | |
| EP3645866B1 (en) | Computer-implemented method for re-calibrating at least one yaw-angle of a wind turbine, respective system, computer-implemented method for wind park optimization, and respective wind park | |
| US8847419B2 (en) | Control device for a wind turbine | |
| US11560874B2 (en) | Method for determining a yaw position offset of a wind turbine | |
| US7870783B2 (en) | Method for measuring the turbulence intensity of a horizontal axis wind turbine | |
| CN108474348B (zh) | 用于风力涡轮机的控制方法 | |
| US11220996B2 (en) | Control method for a wind turbine | |
| US20110206511A1 (en) | Wind turbine and method for measuring the pitch angle of a wind turbine rotor blade | |
| US20120211986A1 (en) | Wind sensor system using blade signals | |
| US20150322925A1 (en) | A system and method for wind turbine sensor calibration | |
| US20130183151A1 (en) | Calibration of Blade Load Sensors | |
| US11022100B2 (en) | System and method for controlling wind turbines | |
| US10724499B2 (en) | Controlling wind turbines according to reliability estimates | |
| KR101383792B1 (ko) | 라이다 측정을 이용한 나셀 풍속계 보정 방법 | |
| Pedersen et al. | Calibration of a spinner anemometer for yaw misalignment measurements | |
| ES2957486T3 (es) | Sistema y procedimiento para controlar una turbina eólica en base a una desviación de pitch colectivo | |
| US20170285066A1 (en) | Method and arrangement for performing a wind direction measurement | |
| ES2959803T3 (es) | Corrección del ángulo de paso | |
| CN113847199A (zh) | 一种基于机载雷达在线偏航***的偏航优化控制方法 | |
| CN116484652B (zh) | 基于叶根载荷的风电场中的尾流干扰检测方法 | |
| CN117590027A (zh) | 一种风电机组测风仪亏损修正方法、***及电子设备 | |
| DK179188B1 (en) | Wind turbine and a method of operating a wind turbine | |
| Arranz | Recommendation for re-working IEC 61400-12-2 methods for the use of spinner anemometry. PTP Deliverable D8. 3 | |
| Carlberg | Quantify change in wind turbine power performance using only scada data | |
| Kanev et al. | On the application of LiDARs in wind farm control |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |