CN105569921B - 加入主控系统数据传递误差修正的角度测量误差补偿方法 - Google Patents
加入主控系统数据传递误差修正的角度测量误差补偿方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105569921B CN105569921B CN201510944611.6A CN201510944611A CN105569921B CN 105569921 B CN105569921 B CN 105569921B CN 201510944611 A CN201510944611 A CN 201510944611A CN 105569921 B CN105569921 B CN 105569921B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- control system
- master control
- anemoclinograph
- angle
- wind
- 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
- 238000005259 measurement Methods 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000012546 transfer Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000012937 correction Methods 0.000 title claims abstract description 4
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 34
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000005511 kinetic theory Methods 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D7/00—Controlling wind motors
- F03D7/02—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor
- F03D7/0204—Controlling wind motors the wind motors having rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor for orientation in relation to wind direction
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D17/00—Monitoring or testing of wind motors, e.g. diagnostics
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
- F05B2270/321—Wind directions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/30—Control parameters, e.g. input parameters
- F05B2270/329—Azimuth or yaw angle
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
- F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
- F05B2270/00—Control
- F05B2270/80—Devices generating input signals, e.g. transducers, sensors, cameras or strain gauges
- F05B2270/802—Calibration thereof
-
- 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
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
本发明公开了一种加入主控系统数据传递误差修正的角度测量误差补偿方法,包括以下步骤:消除风速风向仪的角度测量误差;统计风向偏差角度θ3的密度分布直方图或分布曲线;确定风速风向仪与主控系统之间存在的角度传递误差;进行角度传递误差补偿。由于本发明可以检测风速风向仪和主控系统之间的角度传递误差δ2,解决了现有的角度测量误差补偿曲线只能检测风速风向仪的角度测量误差δ1的局限,提高了主控系统对风向角度的获取精度,进而提高了风机叶轮的对风精度,并提高了发电效率。通过对河北某风场某风机应用本发明后,检测出风速风向仪和主控系统之间的角度传递误差为3.5°,进而可以减少该风机0.5%的发电量损失。
Description
技术领域
本发明涉及一种风速风向仪,特别是一种风速风向仪的角度测量误差补偿方法。
背景技术
风力发电机将风动能转化为电能,目标是在保持风机承受较低机械载荷的同时尽可能多的发电。要成功实现以上目标,关键是要让风机叶轮精确的对准风向。
如图1-2所示,根据风机动力学理论,当风速恒定且发电机转速低于额定转速时,风机的发电功率与风向偏差角度θ的余弦的三次方成正比。设风向无偏差时,风机叶轮获得的功率为Power1;当风速不变而风向偏差角度为θ时,风机叶轮获得的功率为Power2,则二者满足如下公式:
Power2=Power1×cos3θ
因此,当风向偏差角度θ为15度时,会带来约10%的发电量损失。另外,叶轮的偏离会导致在叶轮乃至整个风机的机械载荷不平衡。这类载荷相比其他载荷会大得多,如果能降低,就能延长风机使用寿命,或者让现有风机带动更大的叶轮。
目前,在大多数风机上,风向偏差角度由安装在机舱上方的风速风向仪决定。但在风机的实际运行过工程中,风速风向仪所测量的风向与叶轮处的实际风向之间存在误差。
如图3所示,因为风速风向仪测量的是风机机舱尾部的风向偏差角度θ2,而风机主控系统需要的是风机叶轮处的实际风向偏差角度θ1,即两者间的误差表示为:
δθ=θ2-θ1
大量实验表明,这个误差不是固定的,而是与风速相关的,申请人在申请 文件《一种基于风速影响的风速风向仪的风向测量误差补偿方法》中指出,这个随风速v变化的误差符合如下的风向测量误差补偿曲线或风向测量误差补偿函数:
δ≈f(v)≈a0+a1·v+a2·v2+…+ai·vi+…+an·vn
该方法是风速风向仪以风速为条件,将数据按照风速分类,进而统计分析出不同风速下该风机的风速风向仪的角度测量误差,进而获取的角度测量误差曲线δ=f(v)。
但是该方法只是考虑了风速风向仪的角度测量误差δ1(如图4);而对于风机整体而言,风速风向仪和主控系统之间还存在角度传递误差δ2(如图4),该误差并不是风向或风速引起的误差,而是电子信号在传递过程中的延时或偏置引起的误差。
即风机叶轮处的实际风向偏差角度为θ1(如图4),风向风速仪的实测风向偏差角度为θ2(如图4),而该代表风向的电子信号传递到主控系统时,主控系统获得的风向偏差角度是θ3(如图4)。则θ2-θ1=δ1为风速风向仪的角度测量误差;而θ3-θ2=δ2为主控系统的角度传递误差。
所以,上述角度测量误差函数只能对风速风向仪的角度测量误差δ1进行补偿,而无法补偿主控系统的角度传递误差δ2,进而降低发电效率。
目前关于主控系统的角度传递误差的获取和修正方法,目前还未见报道。
发明内容
为解决现有技术存在的上述问题,本发明要设计一种加入主控系统数据传递误差修正的角度测量误差补偿方法,既考虑风速影响又考虑主控系统数据传递误差影响,以提高风机叶轮的对风精度。
为了实现上述目的,本发明的技术方案如下:一种加入主控系统数据传递误差修正的角度测量误差补偿方法,包括以下步骤:
A、消除风速风向仪的角度测量误差
在分析差风速风向仪与主控系统之间的角度传递误差前,先对风速风向仪的角度测量误差δ1进行补偿,即使得角度测量误差δ1=0;
B、统计风向偏差角度θ3的密度分布直方图或分布曲线
在消除角度测量误差δ1后,风机叶轮处的风向偏差角度θ1与主控系统获取的风向偏差角度θ3之间仅存在角度传递误差δ2;风速风向仪主动搜集目标风机主控 系统所采集到的风向偏差角度θ3,并统计风向偏差角度θ3的密度分布直方图或分布曲线。
C、确定风速风向仪与主控系统之间存在的角度传递误差
若风速风向仪与主控系统之间的角度传递误差δ2=0,则主控系统所采到的风向偏差角度θ3的密度分布直方图或分布曲线的峰值或对称轴出现在0角度。
若风速风向仪与主控系统之间存在角度传递误差,即δ2≠0,则主控系统所采到的风向偏差角度θ3的密度分布直方图或分布曲线的峰值或对称轴不出现在0角度,其峰值处对应的角度即为风速风向仪与主控系统之间的角度传递误差δ2。
D、进行角度传递误差补偿
风速风向仪进行角度传递误差δ2的补偿,使主控系统获得的风向偏差角度θ3直接等于风机叶轮处的风向偏差角度θ1,提高风机叶轮的对风精度。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:
由于本发明可以检测风速风向仪和主控系统之间的角度传递误差δ2,解决了现有的角度测量误差补偿曲线只能检测风速风向仪的角度测量误差δ1的局限,提高了主控系统对风向角度的获取精度,进而提高了风机叶轮的对风精度,并提高了发电效率。通过对河北某风场某风机应用本发明后,检测出风速风向仪和主控系统之间的角度传递误差为3.5°,进而可以减少该风机0.5%的发电量损失。
附图说明
本发明共有附图7张,其中:
图1是风机机舱正对风向示意图。
图2是风机机舱偏航示意图。
图3是实际风速和实测风速示意图。
图4是主控系统的角度传递误差示意图。
图5是主控系统的角度传递误差为0时的密度分布直方图。
图6是主控系统的角度数据传递误差不为0时的密度分布直方图。
图7是对河北某风场某风机统计出的密度分布直方图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步地说明。
本发明在分析风速风向仪与主控系统之间的角度传递误差前,先对风速风向仪的角度测量误差δ1进行补偿,即使得δ1=0。
在消除角度测量误差δ1后,风机叶轮处的风向偏差角度θ1与主控系统获取的风向偏差角度θ3之间仅存在角度传递误差δ2。风速风向仪可以主动搜集目标风机主控系统所采集到的风向偏差角度θ3,并统计风向偏差角度θ3的密度分布直方图,若风速风向仪与主控系统之间的角度传递误差δ2=0,则风向偏差角度θ3的分布规律如图5所示。
若风速风向仪与主控系统之间存在角度传递误差,即δ2≠0,则主控系统所采到的风向偏差角度θ3的密度分布直方图的峰值(或对称轴)不出现在0角度,如图6所示其峰值(或对称轴)出现在2°,即表明风速风向仪与主控系统之间的角度传递误差为δ2=2°。
通过对河北某风场某风机应用本发明后,统计出的风向偏差角度θ3的密度分布直方图和分布曲线如图7所示,即表明此台风机的风速风向仪与主控系统之间的角度传递误差为δ2=3.5°,进而可以减少其0.5%的发电量损失。
Claims (1)
1.一种加入主控系统数据传递误差修正的角度测量误差补偿方法,其特征在于:包括以下步骤:
A、消除风速风向仪的角度测量误差
在分析风速风向仪与主控系统之间的角度传递误差前,先对风速风向仪的角度测量误差δ1进行补偿,即使得角度测量误差δ1=0;
B、统计风向偏差角度θ3的密度分布直方图或分布曲线
在消除角度测量误差δ1后,风机叶轮处的风向偏差角度θ1与主控系统获取的风向偏差角度θ3之间仅存在角度传递误差δ2;风速风向仪主动搜集目标风机主控系统所采集到的风向偏差角度θ3,并统计风向偏差角度θ3的密度分布直方图或分布曲线;
C、确定风速风向仪与主控系统之间存在的角度传递误差
若风速风向仪与主控系统之间的角度传递误差δ2=0,则主控系统所采到的风向偏差角度θ3的密度分布直方图或分布曲线的峰值或对称轴出现在0角度;
若风速风向仪与主控系统之间存在角度传递误差,即δ2≠0,则主控系统所采到的风向偏差角度θ3的密度分布直方图或分布曲线的峰值或对称轴不出现在0角度,其峰值处对应的角度即为风速风向仪与主控系统之间的角度传递误差δ2;
D、进行角度传递误差补偿
风速风向仪进行角度传递误差δ2的补偿,使主控系统获得的风向偏差角度θ3直接等于风机叶轮处的风向偏差角度θ1,提高风机叶轮的对风精度。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510944611.6A CN105569921B (zh) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | 加入主控系统数据传递误差修正的角度测量误差补偿方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201510944611.6A CN105569921B (zh) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | 加入主控系统数据传递误差修正的角度测量误差补偿方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN105569921A CN105569921A (zh) | 2016-05-11 |
CN105569921B true CN105569921B (zh) | 2018-08-14 |
Family
ID=55880434
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201510944611.6A Active CN105569921B (zh) | 2015-12-16 | 2015-12-16 | 加入主控系统数据传递误差修正的角度测量误差补偿方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN105569921B (zh) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP3519693B1 (en) | 2016-09-29 | 2020-09-16 | Vestas Wind Systems A/S | Control method for a wind turbine |
WO2021086766A2 (en) | 2019-11-01 | 2021-05-06 | Corning Incorporated | Prism-coupling systems and methods with improved intensity transition position detection and tilt compensation |
CN112796940B (zh) * | 2021-01-29 | 2022-05-24 | 东方电气风电股份有限公司 | 一种风向数据缺失风机的对风方法 |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101498282A (zh) * | 2008-02-01 | 2009-08-05 | 北京能高自动化技术有限公司 | 大型风力发电机组偏航控制方法 |
CN101568721A (zh) * | 2007-05-25 | 2009-10-28 | 三菱重工业株式会社 | 风力发电装置、风力发电系统以及风力发电装置的发电控制方法 |
JP5323133B2 (ja) * | 2011-06-03 | 2013-10-23 | 株式会社東芝 | 風力発電システムの制御方法 |
CN103514353A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 国际商业机器公司 | 新增风机的功率预测方法和系统 |
CN103630705A (zh) * | 2013-01-16 | 2014-03-12 | 中国科学院电子学研究所 | 一种固态二维风速风向测量仪及其测量方法 |
CN104314757A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-01-28 | 国电联合动力技术有限公司 | 一种风力发电机组偏航控制方法及系统 |
CN104481804A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-01 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风力发电机组对风矫正控制方法、装置和系统 |
-
2015
- 2015-12-16 CN CN201510944611.6A patent/CN105569921B/zh active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101568721A (zh) * | 2007-05-25 | 2009-10-28 | 三菱重工业株式会社 | 风力发电装置、风力发电系统以及风力发电装置的发电控制方法 |
CN101498282A (zh) * | 2008-02-01 | 2009-08-05 | 北京能高自动化技术有限公司 | 大型风力发电机组偏航控制方法 |
JP5323133B2 (ja) * | 2011-06-03 | 2013-10-23 | 株式会社東芝 | 風力発電システムの制御方法 |
CN103514353A (zh) * | 2012-06-29 | 2014-01-15 | 国际商业机器公司 | 新增风机的功率预测方法和系统 |
CN103630705A (zh) * | 2013-01-16 | 2014-03-12 | 中国科学院电子学研究所 | 一种固态二维风速风向测量仪及其测量方法 |
CN104314757A (zh) * | 2014-10-15 | 2015-01-28 | 国电联合动力技术有限公司 | 一种风力发电机组偏航控制方法及系统 |
CN104481804A (zh) * | 2014-12-05 | 2015-04-01 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风力发电机组对风矫正控制方法、装置和系统 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN105569921A (zh) | 2016-05-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103758700B (zh) | 一种校准风机对风偏差的方法 | |
CN102213182B (zh) | 偏航误差角获得方法及偏航控制方法/装置和风力发电机组 | |
CN105569922A (zh) | 一种基于风速影响的风速风向仪的角度测量误差补偿方法 | |
CN101725468B (zh) | 使风力涡轮机对准风向的方法和风力涡轮机装置 | |
CN105569921B (zh) | 加入主控系统数据传递误差修正的角度测量误差补偿方法 | |
CN105464903B (zh) | 一种准确获取角度测量误差曲线的方法 | |
CN104936859B (zh) | 用于发动机的控制设备 | |
CN107559143B (zh) | 一种大型风力机尾缘襟翼结构参数寻优及多目标襟翼优化控制方法 | |
CN104214045B (zh) | 双馈式变速变桨风力发电机组的独立变桨距控制方法 | |
US10767633B2 (en) | Method and system for determining the dynamic twist of a wind turbine blade | |
EP3242011B1 (en) | Method, device and system for compensating output power of wind turbine generator set | |
US20150086357A1 (en) | Wind turbine and method for adjusting yaw bias in wind turbine | |
EP2927486B1 (en) | Fatigue in wind turbines | |
US20200116126A1 (en) | Air density dependent turbine operation | |
CN109812382A (zh) | 一种风电机组塔架振动控制方法及系统 | |
CN102749478A (zh) | 测量风力涡轮机转子尾流中的风向的方法 | |
CN208985211U (zh) | 确定风电机组限功率数据的装置 | |
CN105041571B (zh) | 预测风速风向的智能控制系统及其控制方法 | |
CN105138845B (zh) | 获得风力发电机风速值的方法 | |
CN105257070A (zh) | 一种风沙流场中输电铁塔体型系数的修正方法 | |
CN105512416B (zh) | 一种风机尾流对角度测量误差影响关系的获取方法 | |
CN106405146B (zh) | 一种基于超声共振原理的风速风向测量方法 | |
CN105484939A (zh) | 一种风速风向仪的角度测量误差曲线的替代学习方法 | |
CN108691730A (zh) | 风力发电机系统及风能数据误差修正方法和偏航控制方法 | |
CN102305875A (zh) | 风力发电机组有效风速的测量方法及实现该方法的测量装置 |
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 | ||
PP01 | Preservation of patent right | ||
PP01 | Preservation of patent right |
Effective date of registration: 20190422 Granted publication date: 20180814 |
|
PD01 | Discharge of preservation of patent | ||
PD01 | Discharge of preservation of patent |
Date of cancellation: 20220422 Granted publication date: 20180814 |