风电机组前馈偏航控制方法、系统、电子设备和存储介质与流程

本公开的实施例属于风电机组偏航控制，具体涉及一种风电机组前馈偏航控制方法、系统、电子设备和存储介质。

背景技术：

1、风力发电机组在不同风速的工况下，其出力最大时的风向偏差角是不同的，所以需要对机组进行实时偏航控制，即通过在机组风轮后方安装风向标等传感器，根据获取的风速、风向等信息对风轮进行变桨操作。

2、但由风力发电机组的叶片旋转引起的切向诱导速度，理论上会对风轮后方不同高度处的风向造成影响，并且在风力发电机组的现场实际运行过程中，影响风轮后方所测风向的因素会更多，如导流罩影响、风向标位置与风轮的距离等，导致测量出的风向与实际风向可能出现较大误差。

3、另一方面，由于无法提前判断前方来流信息(风速、风向等)，目前的风力发电机组在遭遇阵风(gust)、剪切风(shear)或其它极端风况时，将极大增加机组极限载荷以及机组疲劳，降低风力发电机组的寿命。

技术实现思路

1、本公开的实施例旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一，提供一种风电机组前馈偏航控制方法、系统、电子设备和存储介质。

2、本公开的一个方面提供一种风电机组前馈偏航控制方法，所

3、述方法包括：

4、获取前馈偏航数据；其中，所述前馈偏航数据包括来流风速、来流风向、测风距离；

5、根据预设单位时间内的所述来流风向，得到风向平均偏差角；

6、根据所述来流风速、所述风向平均偏差角、所述测风距离和偏航速度，得到偏航提前时间；

7、根据所述偏航提前时间和所述风向平均偏差角，对风电机组进行偏航控制。

8、进一步地，所述根据预设单位时间内的所述来流风向，得到风向平均偏差角，包括：

9、设置单位时间，并在所述单位时间内获取多个所述来流风向；

10、根据多个所述来流风向与风轮轴线的夹角，得到多个风向偏差角；

11、计算所述多个风向偏差角的平均值，得到风向平均偏差角。

12、可选的，所述根据所述来流风速、所述风向平均偏差角、所述测风距离和偏航速度，得到偏航提前时间，包括：

13、采用下式计算得到偏航提前时间：

14、

15、其中，t为所述偏航提前时间，l为测风距离，vl为来流风速，σ为风向平均偏差角，rn为偏航速度。

16、可选的，所述根据所述偏航提前时间和所述风向平均偏差角，对风电机组进行偏航控制，包括：

17、根据所述风向平均偏差角确定目标偏航位置；

18、在达到所述偏航提前时间时，控制风力发电机叶片的桨距角，使风电机组达到所述目标偏航位置。

19、本公开的另一方面提供一种风电机组前馈偏航控制系统，所述系统包括：

20、获取模块，用于获取前馈偏航数据；其中，所述前馈偏航数据包括来流风速、来流风向、测风距离；

21、偏差模块，用于根据预设单位时间内的所述来流风向，得到风向平均偏差角；

22、时间模块，用于根据所述来流风速、所述风向平均偏差角、所述测风距离和偏航速度，得到偏航提前时间；

23、控制模块，用于根据所述偏航提前时间和所述风向平均偏差角，对风电机组进行偏航控制。

24、进一步地，所述偏差模块具体用于：

25、设置单位时间，并在所述单位时间内获取多个所述来流风向；

26、根据多个所述来流风向与风轮轴线的夹角，得到多个风向偏差角；

27、计算所述多个风向偏差角的平均值，得到风向平均偏差角。

28、可选的，所述时间模块具体用于：

29、采用下式计算得到偏航提前时间：

30、

31、其中，t为所述偏航提前时间，l为测风距离，vl为来流风速，σ为风向平均偏差角，rn为偏航速度。

32、可选的，所述控制模块具体用于：

33、根据所述风向平均偏差角确定目标偏航位置；

34、在达到所述偏航提前时间时，控制风力发电机叶片的桨距角，使风电机组达到所述目标偏航位置。

35、本公开的又一方面提供一种电子设备，包括：

36、至少一个处理器；以及，

37、与所述至少一个处理器通信连接的存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述至少一个处理器执行时，能使得所述至少一个处理器实现上文所述的风电机组前馈偏航控制方法。

38、本公开的再一方面提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上文所述的风电机组前馈偏航控制方法。

39、本公开实施例的一种风电机组前馈偏航控制方法、系统、电子设备和存储介质，通过为传统偏航控制引入前馈控制机制，使机组提前进行与来流风速和风向相匹配的变桨动作，进行实时偏航控制，避免了使用叶轮后方风向标测量时的较多误差因素，同时减轻了极端风况对风电机组的影响，实现了对偏航控制的优化。

技术特征：

1.一种风电机组前馈偏航控制方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据预设单位时间内的所述来流风向，得到风向平均偏差角，包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述来流风速、所述风向平均偏差角、所述测风距离和偏航速度，得到偏航提前时间，包括：

4.根据权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述根据所述偏航提前时间和所述风向平均偏差角，对风电机组进行偏航控制，包括：

5.一种风电机组前馈偏航控制系统，其特征在于，所述系统包括：

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述偏差模块具体用于：

7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述时间模块具体用于：

8.根据权利要求5至7任一项所述的系统，其特征在于，所述控制模块具体用于：

9.一种电子设备，其特征在于，包括：

10.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至4中任一项所述的风电机组前馈偏航控制方法。

技术总结
本公开的实施例提供一种风电机组前馈偏航控制方法、系统、电子设备和存储介质。所述方法包括：获取前馈偏航数据；其中，所述前馈偏航数据包括来流风速、来流风向、测风距离；根据预设单位时间内的所述来流风向，得到风向平均偏差角；根据所述来流风速、所述风向平均偏差角、所述测风距离和偏航速度，得到偏航提前时间；根据所述偏航提前时间和所述风向平均偏差角，对风电机组进行偏航控制。本公开的实施例通过为传统偏航控制引入前馈控制机制，使机组提前进行与来流风速和风向相匹配的变桨动作，进行实时偏航控制，避免了使用叶轮后方风向标测量时的较多误差因素，同时减轻了极端风况对风电机组的影响，实现了对偏航控制的优化。

技术研发人员：秦志文,郭小江,余璐,唐巍,李新凯,廖猜猜,刘鑫,吴凯,宋慧慧,白亮,孙捷,陈磊,夏子寒,莫根巴图,劳文欣,叶昭良,逯智科
受保护的技术使用者：盛东如东海上风力发电有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23