CN109752566B - 风向方位角的检测方法、装置及风力发电机组 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种风向方位角的检测方法、装置及风力发电机组，其中，风向方位角的检测方法包括：利用风电机组的风向标测量在预设的机舱坐标系中的相对风向角；根据所述风电机组的偏航角以及所述风电机组安装时在预设的方位角坐标系中的机舱安装角，获取机舱在所述方位角坐标系中的机舱方位角；根据所述机舱方位角，将所述相对风向角从所述机舱坐标系向所述方位角坐标系进行坐标变换，以得到所述相对风向角在所述方位角坐标系下对应的风向方位角。本发明提供的方案，能够利用风电机组已有的数据获得风向方位角，从而避免因增设检测设备而造成的成本增加，且有利于风机运行优化和运维管理。

Description

风向方位角的检测方法、装置及风力发电机组

技术领域

本发明涉及风电技术领域，尤其涉及一种风向方位角的检测方法、装置及风力发电机组。

背景技术

在风电行业中，一般可利用机位的风向玫瑰图了解风场的全场风资源。风向玫瑰图是根据某一地区多年平均统计的各个风向和风速的百分数值，并按照一定比例绘制而成。在风向玫瑰图中，风向方位角的数据至关重要，风向方位角不仅能够为风机的先进控制算法提供输入，如塔影控制、噪声控制等，还可以为风场后评估提供数据，从而得出具有针对性的发电量提升和优化方案；同时，运维人员和技术支持人员在分析振动、超速等常见故障的时候都需要参考风向方位角数据。

目前，风机上通常没有测试风向方位角的设备，风场一般只有一至两个测风塔，测风塔的风资源数据不能完全评估全场风机的风资源情况。在现有技术中，一般通过使用GPS、北斗等导航检测机舱方位角，然后结合机舱风向标检测到的相对风向，计算出风向方位角，进而绘制风向玫瑰图。

如上所述，在测量风向方位角的现有技术方案中，需设置GPS、北斗等导航设备，造成了额外的成本增加；同时，由于部分地区卫星定位信号弱甚至没有信号，导致该方案无法施行。

发明内容

本发明提供了一种风向方位角的检测方法、装置及风力发电机组，能够利用风电机组已有的数据获得风向方位角，从而避免因增设检测设备而造成的成本增加，且有利于风机运行优化和运维管理。

为达到上述目的，本发明实施例提供了一种风向方位角的检测方法，包括：

利用风电机组的风向标测量在预设的机舱坐标系中的相对风向角；

根据所述风电机组的偏航角以及所述风电机组安装时在预设的方位角坐标系中的机舱安装角，获取机舱在所述方位角坐标系中的机舱方位角；

根据所述机舱方位角，将所述相对风向角从所述机舱坐标系向所述方位角坐标系进行坐标变换，以得到所述相对风向角在所述方位角坐标系下对应的风向方位角。

本发明实施例还提供了一种风向方位角的检测装置，包括：

相对角测量模块，用于利用风电机组的风向标测量在预设的机舱坐标系中的相对风向角；

机舱角测量模块，用于根据所述风电机组的偏航角以及所述风电机组安装时在预设的方位角坐标系中的机舱安装角，获取机舱在所述方位角坐标系中的机舱方位角；

风向角获取模块，用于根据所述机舱方位角，将所述相对风向角从所述机舱坐标系向所述方位角坐标系进行坐标变换，以得到所述相对风向角在所述方位角坐标系下对应的风向方位角。

本发明实施例还提供了一种风力发电机组，包括：设置有如上所述的风向方位角的检测装置。

本发明提供的风向方位角的检测方法、装置及风力发电机组，通过测量风电机组机舱坐标系中的相对风向角，并基于偏航角和机舱安装角计算得到的机舱方位角，根据机舱方位角，将机舱坐标系中的相对风向角转换为方位角坐标系中的风向方位角，本方案利用风电机组已有的数据即可获得风向方位角，从而避免因增设检测设备而造成的成本增加，且有利于风机运行优化和运维管理。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1a为风向和方位示意图；

图1b为风向方位角示意图；

图1c为相对风向角示意图；

图1d为机舱方位角示意图一；

图1e为本发明实施例的风向方位角的检测方法逻辑示意图；

图2a为本发明实施例的风向方位角的检测方法流程图一；

图2b为坐标系变换示意图；

图2c为机舱方位角示意图二；

图3为本发明实施例的风向方位角的检测方法流程图二；

图4为本发明实施例的风向方位角的检测方法流程图三；

图5为本发明实施例的坐标系转换示意图；

图6为本发明实施例的风向玫瑰图的绘制流程图一；

图7为本发明实施例的风向玫瑰图的绘制流程图二；

图8a为本发明实施例的风向方位角的检测装置的结构示意图一；

图8b为本发明实施例的风向方位角的检测装置的结构示意图二。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

首先，对本发明涉及的技术术语进行举例或说明如下：

方位角，又称地平经度，是在平面上量度物体之间的角度差的方法之一；是从某点的指北方向线起，依顺时针方向到目标方向线之间的水平夹角；

方位角坐标系，即定义平面直角坐标系的正北方向为0度，顺时针方向为自0到360度。

风向，是指风吹来的方向。常用八个方位表示风向，如图1a所示，即东(E)、南(S)、西(W)、北(N)、东南(SE)、西南(SW)、西北(NW)和东北(NE)。风向观测是用十六个方位来表示的(如图)，即在上述八个方位中间再增加北东北(NNE)、东东北(ENE)、东东南(ESE)、南东南(SSE)、南西南(SSW)、西西南(WSW)、西西北(WNW)和北西北(NNW)。

风向方位角，如图1b所示，图中所示空心箭头指向即为风向，指风向与正北的夹角，即从正北向(N)顺时针转到风向转过的角度，也可称为风向角。

机舱坐标系，指机舱安装时，其上风向标0度方向线(N点)指向定义为平面直角坐标系0度，顺时针方向为自0到360度。

相对风向角，风向标安装在机舱上，在风的作用下，风向标从0度方向线沿顺时针方向转动的角度就是风向标相对于机舱(机舱坐标系)的相对风向角。0度方向线可以是机舱中心线的尾部方向，也可以是机舱中心线的叶轮方向，可以根据需要自定义描述。

如图1c所示，定义0度方向线是机舱中心线的尾部方向，那么机舱中心线尾部方向为0度，叶轮方向为180度，图中所示空心箭头指向即为风向，在风的作用下，如果风向标的指向正好是来风的方向，其相对风向角θ0是从0度开始，顺时针转动到来风的方向所转过的角度。

机舱方位角，指机舱中心线头部方向(即叶轮方向)与正北方向的夹角，即从正北方向顺时针转动到机舱中心线头部方向(即叶轮方向)的经过角度。如图1d所示，θ_n为当前机舱的机舱方位角。

偏航角，也叫偏航位置或扭缆角度，是指机舱相对于安装位置的转动角度，也就是扭缆转动的角度，偏航方向对应机舱安装角位置的正负一般由厂家自定义。本方案中采用顺时针方向为正方向，偏航角为正数，逆时针方向为负方向，偏航角为负数，进行偏航角度正负的定义。

机舱安装角，指机舱安装时，其上风向标N点指向与正北方向的夹角，即从正北方向顺时针到风向标的0度方向的角度。机舱从机舱安装角位置经过偏航后，即可变到任意机舱方位角位置。

风向玫瑰图，也叫风向频率玫瑰图，它是根据某一地区多年平均统计的各个风向和风速的百分数值，并按一定比例绘制，一般多用8个或16个罗盘方位表示，由于形状酷似玫瑰花朵而得名。玫瑰图上所表示风的吹向，是指从外部吹向地区中心的方向，各方向上按统计数值画出的线段，表示此方向风频率的大小，线段越长表示该风向出现的次数越多。

本发明提供的风向方位角的检测方法的技术原理在于，通过测量风电机组方位角坐标系中的机舱方位角和机舱坐标系中的相对风向角，将机舱坐标系中的相对风向角转换为方位角坐标系中的风向方位角，即利用现有的风电机组中的数据，通过一次坐标系变换，获得风向方位角。

在风电机组中，一般通过安装在机舱上的测风设备测量风向，由于测风设备只能相对于测风支架或机舱安装，因此采集到的风向数据是相对于机舱的相对风向。在本发明实施例中，利用风向标测得的相对风向角，并结合基于偏航角和机舱安装角计算得到的机舱方位角，通过角度计算实现坐标系变换，即可获得方位角坐标系下的风向方位角。

如图1e所示，为本发明实施例的风向方位角的检测方法逻辑示意图，首先，在机舱安装后标记机舱相对于塔架的初始位置，此时的偏航角为0度，获得机舱安装角度(风向标0度方向与正北方向的夹角)，风机运行后，跟踪风向变化发生偏航动作，通过偏航位置传感器获取偏航角，进而通过机舱安装角和偏航角计算，获得机舱在方位角坐标系中的机舱方位角(由于前述定义机舱方位角为机舱中心线头部方向与正北方向的夹角，因此，如果定义机舱安装角方向，即风向标0度角方向为机舱中心线尾部方向，则该机舱方位角应与机舱安装角和偏航角的角度和值相差180°)；然后，通过已经安装在机舱上的测风设备，例如，机械式风向标、超声波测风仪等，获得机舱坐标系中的相对风向角；最后，将相对风向角通过一次坐标系变换，即从机舱坐标系变换到方位角坐标系，即可获得风向方位角。

在实际应用中，风向方位角的获取常用于绘制风向玫瑰图。如图1e所示，结合风电机组所处位置采集的风速数据，可对风速和风向数据进行分仓统计。例如图1e中所示，在完成风向方位角的计算后，可根据不同的统计需求，实时统计风向和风速数据并进行统计数据输出，以实时绘制风向玫瑰图；也可以按照实际需要先对风向和风速进行实时数据的采集，然后按不同的统计需求进行数据统计和处理，例如可将数据按不同时段、不同季节、不同风速值等进行数据处理，进而绘制能够反映不同统计需求的风向玫瑰图。

下面通过多个实施例来说明本申请的技术方案。

实施例一

如图2a所示，为本发明实施例的风向方位角的检测方法流程图一，该方法的执行主体可以为设置在风电机组中的风向方位角的检测装置，并涉及通过风向标、偏航位置传感器等设备测量得到的数据，如图2a所示，该风向方位角的检测方法包括：

S210，利用风电机组的风向标测量在预设的机舱坐标系中的相对风向角；

具体地，在风电机组中，一般通过安装在机舱上的测风设备测量风向，例如机械式风向标、超声波测风仪等，由于测风设备只能相对于支架或机舱安装，因此采集到的风向数据是相对于机舱的相对风向，即上述机舱坐标系中的相对风向角。

本实施例中，可将机舱中心线尾部方向定义为风向标的0°方向线，风向标从0度方向线沿顺时针方向转动到风向标所指的风向所经历的角度，即为当前风向在机舱坐标系下对应的相对风向角。

S220，根据风电机组的偏航角以及风电机组安装时在预设的方位角坐标系中的机舱安装角，获取机舱在方位角坐标系中的机舱方位角；

为实现机舱坐标系到方位角坐标系的转换，需要获得方位角坐标系中的机舱方位角，机舱方位角通过预设的机舱安装角和测量获得的偏航角计算得到。

具体地，在机舱安装角和偏航角的获取方面，机舱安装后一般会标记机舱安装位置，此时机舱上风向标N点指向与正北方向的夹角即为方位角坐标系中的机舱安装角，以机舱上风向标N点指向机舱中心线的尾部方向为例，机舱安装角即指从正北方向顺时针旋转到机舱中心线尾部方向的角度。当机舱偏航时，机舱相对于安装位置会产生一个旋转角度，该角度即为偏航角，偏航角可定义为机舱以顺时针旋转方向从机舱安装位置到当前偏航位置所经过的角度，这里规定顺时针方向旋转为正，偏航角为正数，逆时针旋转方向为负，偏航角为负数。

因此，机舱方位角可以为机舱安装角和偏航角度的和值再加上风向标N点沿顺时针方向旋转到机舱中心线头部方向所经过的夹角的和值。如图2b中所示，当前的机舱方位角为机舱安装角θ_i和偏航角度θ_γ的和值再加上风向标N点沿顺时针方向旋转到机舱中心线头部方向所经过的夹角(180°)的和值。

在实际应用场景中，机舱安装角通常由人工使用指南针测量获得，由于受到地磁场的影响，测量值与实际机舱安装角存在一定偏差，因此可以使用机舱位置附近城市的磁偏角修正指南针测得的机舱方位的角度，即可得到更为准确的机舱安装角。

S230，根据机舱方位角，将相对风向角从机舱坐标系向方位角坐标系进行坐标变换，以得到相对风向角在方位角坐标系下对应的风向方位角。

根据机舱方位角，可以计算出机舱坐标系到方位角坐标系之间的坐标变换角度。例如图2c所示，外圆为以正北方向为0°方向角，顺时针方向为正方向的方位角坐标系，内圆为以机舱中轴线尾部方向为0°方向角，顺时针方向为正方向的机舱坐标系，该机舱坐标系会随着机舱的偏航发生旋转(如图5中的机舱从虚线位置偏航旋转到实线位置)。从图2c中的机舱坐标系到方位角坐标系的坐标变化角度为机舱安装角θ_i+偏航角θ_γ。该坐标变化角度与机舱方位角之间相差180°。

根据坐标变换角度即可将机舱坐标系中的相对风向角转换为其在方位角坐标系下对应的风向方位角，由于该坐标系转换仅涉及角度变化，因此简便易行。

本发明实施例提供的风向方位角的检测方法，通过测量风电机组机舱坐标系中的相对风向角，并结合根据机舱安装角和偏航角得到的机舱方位角，将机舱坐标系中的相对风向角转换为方位角坐标系中的风向方位角，利用风电机组已有的数据即可获得风向方位角，从而避免因增设检测设备而造成的成本增加，且有利于风机运行优化和运维管理。

实施例二

如图3所示，为本发明实施例的风向方位角的检测方法流程图二，本实施例将对风向方位角的检测方法的具体实现方式进行详细说明，如图3所示，该风向方位角的检测方法包括如下步骤：

S310，利用风电机组的风向标测量在预设的机舱坐标系中的相对风向角。步骤S310的内容与步骤S210的内容相同。

S320，将机舱位于机舱安装角与偏航角的和值角度位置时的机舱中心线头部方向所对应的方向角度作为机舱方位角。

其中，偏航角可通过偏航位置传感器获得，例如绝对值编码器或高精度电位器，风机主控***根据不同的位置传感器，可采用相应的数据处理方法获得偏航角。

具体地，以顺时针方向为正方向，对偏航角和方位角坐标系中的机舱安装角求和得到和值角度，该和值角度对应的机舱位置即为机舱偏航后的位置。基于机舱方位角定义为机舱中心线头部方向与正北方向的夹角，因此在上述机舱安装角与偏航角的和值角度位置，以机舱中心线头部方向对应的方向角度作为机舱方位角。

步骤S320为上述步骤S220的一种具体实现方式。

S330，根据机舱方位角，将相对风向角从机舱坐标系向方位角坐标系进行坐标变换，以得到相对风向角在方位角坐标系下对应的风向方位角。步骤S330的内容与步骤S230的内容相同。

以下给出了步骤S330的具体实现方式，以图2a所示方法流程图进行示例，如图4所示，在执行完成步骤S220之后，还可继续执行S410。具体地，S410，根据：

θ＝MOD((θ_i+θ_γ+θ₀),360)…………………………………………(1)

计算风向方位角θ；

其中，θ_i为机舱安装角、θ_γ为偏航角、θ₀为相对风向角，MOD为求余函数；

θ_i+θ_γ为从机舱坐标系到方位角坐标系的坐标变换角度，该坐标变换角度与风向标N点顺时针转动到机舱中心线头部方向经过的角度的和值为机舱方位角。

在实际应用场景中，如图5所示，为本发明实施例的坐标系转换示意图，假设机舱安装位置为图中所示的虚线位置，经左偏航后，机舱的偏航位置为图中所示的实线位置，空心箭头指向即为风向，图中所示N点为方位角坐标系中的正北方向，机舱安装角度θ_i、偏航角度θ_γ以及相对风向角θ₀均标示于图中，图中所有角度以顺时针方向为正，通过本实施例提供的式(1)即可计算得到风向方位角θ。

具体地，基于获得的偏航角θ_γ，机舱安装角θ_i，以及相对风向角θ₀，通过式(1)可求得风向方位角θ。需要说明的是，无论是机舱坐标系、方位角坐标系或是机舱偏航角度中，式(1)中所有角度的正负方向与旋转方向的对应关系相同，例如以顺时针方向为正，则机舱安装角θ_i、偏航角θ_γ、相对风向角θ₀以及风向方位角θ均以顺时针方向旋转为正，逆时针方向旋转为负。在式(1)中，θ_i+θ_γ为从机舱坐标系到方位角坐标系的坐标变换角度，若机舱上风向标N点指向沿机舱中心线尾部方向，基于机舱方位角定义为机舱中心线头部方向与正北方向的夹角，则该坐标变换角度θ_i+θ_γ与风向标N点顺时针转动到机舱中心线头部方向经过的角度(180°)的和值即为机舱方位角。

本发明实施例提供的风向方位角的检测方法，通过测量风电机组中的相对风向角，然后测量偏航角，结合人工测得的机舱安装角，通过公式即可计算得到风向方位角，简便易行，利用风电机组已有的数据即可获得风向方位角，从而避免因增设检测设备而造成的成本增加。

进一步地，如图6所示，为本发明实施例的风向玫瑰图的绘制流程图一，上述风向方位角的检测方法还包括：

S610，采集风电机组所处位置的风速值；

S620，对风向方位角及其对应的风速值进行分仓统计，绘制风向玫瑰图。

具体地，风向玫瑰图是根据某一地区多年平均统计的各个风向和风速的百分数值，按照一定比例绘制而成。为此，除风向方位角的检测之外，还需采集风电机组位置处的风速值，进而对风向方位角和风速数据进行分仓统计，绘制风向玫瑰图。

在实际应用场景中，首先需要在风电机组的控制器内部按照统计规则对风向方位角和风速数据分别计算平均值，然后将平均风向方位角按照方位分仓，如图1a所示，其方位可以根据需要设置为8个或16个，并统计次数；其次，结合上述求得的平均风速值，将每个方位按照需要再细分为若干个风速段，并统计次数；最后通过上述统计数据，即可求出风向频率数据或风向风速频率数据，进而绘制风向玫瑰图。

进一步地，如图7所示，为本发明实施例的风向玫瑰图的绘制流程图二，上述风向方位角的检测方法还包括：

S710，采集风电机组所处位置的风速值。步骤S710的内容与步骤S610的内容相同。

S720，通过可编程逻辑控制器PLC对风向方位角及其对应的风速值进行实时分仓统计，绘制风向玫瑰图；和/或，将风向方位角及其对应的风速值存储至SCADA数据库中，按不同统计要求进行分仓统计，绘制风向玫瑰图。本步骤为上述步骤S620的一种具体实现方式。

具体地，根据实际需要，可采用两种方式绘制风向玫瑰图，其中，一种方式为通过可编程逻辑控制器PLC对风向方位角和其对应的风速值进行实时分仓统计，直接绘制风向玫瑰图；另一种是首先将采集到的风速值和风向方位角数据存储于SCADA数据库中，根据不同的统计需求，例如可将数据分为不同时段、不同季节、不同风向、不同风速值等，经过数据处理分析得到风向频率数据或风向风速频率数据，进而绘制风向玫瑰图，绘制玫瑰图可采用多种软件工具，例如Excel、Matlab、Python、SSPS或专业软件等。

本发明实施例提供的风向方位角的检测方法，通过测量风电机组中的相对风向角，并结合根据偏航角和机舱安装角计算得到的机舱方位角，将机舱坐标系中的相对风向角转换为方位角坐标系中的风向方位角，利用风电机组已有的数据即可获得风向方位角，从而避免因增设检测设备而造成的成本增加，且有利于风机运行优化和运维管理。

进一步地，通过风电机组中主控***的自动处理，可实时计算和输出风向和风速数据，还可将上述数据存储于SCADA数据库中，节约了数据采集设备和人力资源的投入成本。

实施例三

如图8a所示，为本发明实施例的风向方位角的检测装置的结构示意图一，该检测装置可用于执行图2a、图3和图4所示的方法步骤。如图8a所示，该风向方位角的检测装置包括：

相对角测量模块810，用于利用风电机组的风向标测量在预设的机舱坐标系中的相对风向角；

机舱角测量模块820，用于根据风电机组的偏航角以及风电机组安装时在预设的方位角坐标系中的机舱安装角，获取机舱在方位角坐标系中的机舱方位角；

风向角获取模块830，用于根据机舱方位角，将相对风向角从机舱坐标系向方位角坐标系进行坐标变换，以得到相对风向角在方位角坐标系下对应的风向方位角。

进一步地，上述装置的机舱角测量模块820，具体用于：

将机舱位于所述机舱安装角与所述偏航角的和值角度位置时的机舱中心线头部方向所对应的方向角度作为所述机舱方位角。

进一步地，上述装置的风向角获取模块830，具体用于：

根据：

θ＝MOD((θ_i+θ_γ+θ₀),360)计算风向方位角θ；

其中，θ_i为机舱安装角、θ_γ为偏航角、θ₀为相对风向角，MOD为求余函数；

θ_i+θ_γ为从机舱坐标系到方位角坐标系的坐标变换角度，该坐标变换角度与风向标N点顺时针转动到机舱中心线头部方向经过的角度的和值为机舱方位角。

进一步地，如图8b所示，为本发明实施例的风向方位角的检测装置的结构示意图二，该检测装置可用于执行图6和图7所示的方法步骤。如图8b所示，该风向方位角的检测装置，还包括：

风速采集模块840，用于采集风电机组所处位置的风速值；

图像绘制模块850，用于对风向方位角及其对应的风速值进行分仓统计，绘制风向玫瑰图。

进一步地，上述装置的图像绘制模块850设置在主控制器或SCADA***中。

本发明实施例提供的风向方位角的检测装置，通过测量风电机组机舱坐标系中的相对风向角，并结合根据机舱安装角和偏航角得到的机舱方位角，将机舱坐标系中的相对风向角转换为方位角坐标系中的风向方位角，利用风电机组已有的数据即可获得风向方位角，从而避免因增设检测设备而造成的成本增加，且有利于风机运行优化和运维管理。

进一步地，通过风电机组中主控***的自动处理，可实时计算和输出风向和风速数据，并可存储于SCADA数据库中，节约了数据采集设备和人力资源的投入成本。

进一步地，在上述实施例的基础上，本发明还提供了一种风力发电机组，设置有如上任一项所述的风向方位角的检测装置。

本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成。前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种风向方位角的检测方法，其特征在于，包括：

利用风电机组的风向标测量在预设的机舱坐标系中的相对风向角；

根据所述风电机组的偏航角以及所述风电机组安装时在预设的方位角坐标系中的机舱安装角，获取机舱在所述方位角坐标系中的机舱方位角；

根据所述机舱方位角，将所述相对风向角从所述机舱坐标系向所述方位角坐标系进行坐标变换，以得到所述相对风向角在所述方位角坐标系下对应的风向方位角。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述风电机组的偏航角以及所述风电机组安装时在预设的方位角坐标系中的机舱安装角，获取机舱在所述方位角坐标系中的机舱方位角包括：

将机舱位于所述机舱安装角与所述偏航角的和值角度位置时的机舱中心线头部方向所对应的方向角度作为所述机舱方位角。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述机舱方位角，将所述相对风向角从所述机舱坐标系向所述方位角坐标系进行坐标变换，以得到所述相对风向角在所述方位角坐标系下对应的风向方位角包括：

根据：

θ＝MOD((θ_i+θ_γ+θ₀),360)计算所述风向方位角θ；

其中，θ_i为所述机舱安装角、θ_γ为所述偏航角、θ₀为所述相对风向角，MOD为求余函数；

θ_i+θ_γ为从所述机舱坐标系到所述方位角坐标系的坐标变换角度，该坐标变换角度与风向标N点顺时针转动到机舱中心线头部方向经过的角度的和值为所述机舱方位角。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

采集风电机组所处位置的风速值；

对所述风向方位角及其对应的所述风速值进行分仓统计，绘制风向玫瑰图。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述对所述风向方位角及其对应的所述风速值进行分仓统计，绘制风向玫瑰图包括：

通过可编程逻辑控制器PLC对所述风向方位角及其对应的所述风速值进行实时分仓统计，绘制风向玫瑰图；

和/或，

将所述风向方位角及其对应的所述风速值存储至SCADA数据库中，按不同统计要求进行分仓统计，绘制风向玫瑰图。

6.一种风向方位角的检测装置，其特征在于，包括：

相对角测量模块，用于利用风电机组的风向标测量在预设的机舱坐标系中的相对风向角；

机舱角测量模块，用于根据所述风电机组的偏航角以及所述风电机组安装时在预设的方位角坐标系中的机舱安装角，获取机舱在所述方位角坐标系中的机舱方位角；

风向角获取模块，用于根据所述机舱方位角，将所述相对风向角从所述机舱坐标系向所述方位角坐标系进行坐标变换，以得到所述相对风向角在所述方位角坐标系下对应的风向方位角。

7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述机舱角测量模块，具体用于：

将机舱位于所述机舱安装角与所述偏航角的和值角度位置时的机舱中心线头部方向所对应的方向角度作为所述机舱方位角。

8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述风向角获取模块，具体用于：

根据：

θ＝MOD((θ_i+θ_γ+θ₀),360)计算所述风向方位角θ；

其中，θ_i为所述机舱安装角、θ_γ为所述偏航角、θ₀为所述相对风向角，MOD为求余函数；

θ_i+θ_γ为从所述机舱坐标系到所述方位角坐标系的坐标变换角度，该坐标变换角度与风向标N点顺时针转动到机舱中心线头部方向经过的角度的和值为所述机舱方位角。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

风速采集模块，用于采集风电机组所处位置的风速值；

图像绘制模块，用于对所述风向方位角及其对应的所述风速值进行分仓统计，绘制风向玫瑰图。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述图像绘制模块设置在主控制器或SCADA***中。

11.一种风力发电机组，其特征在于，包括：设置有如权利要求6-10中任一项所述的风向方位角的检测装置。

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