CN108533452A - 风力发电机组的解缆控制方法和解缆控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种风力发电机组的解缆控制方法和解缆控制装置。所述解缆控制方法可包括：将机头朝向的分布范围划分为多个机舱方向扇区，并且将相对风向的分布范围划分为多个风向扇区；设置与每个机舱方向扇区对应的解缆参数；根据当前的相对风向所属的风向扇区、当前的机头朝向所属的机舱方向扇区以及设置的解缆参数执行第一偏航控制，其中，所述解缆参数包括与所述机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区，所述相对风向为当前风向相对于机头朝向的方向。根据本发明的解缆控制方法和解缆控制装置可减少对解缆条件的限制，从而提供更多解缆时机。

Description

风力发电机组的解缆控制方法和解缆控制装置

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，更具体地，涉及一种风力发电机组的解缆控制方法和解缆控制装置。

背景技术

风力发电机组可包括机舱、偏航系统、解缆系统和控制系统。在风向改变时，风力发电机组的偏航系统可执行偏航。在执行偏航时，与机舱连接电缆也会扭转，这样的操作被称作绕缆。绕缆的圈数被纽缆传感器读取并被传输给控制系统，控制系统控制解缆系统，解缆系统使机舱执行与绕缆相反的操作，以使电缆恢复为未扭转的状态，这样的操作被称为解缆。

在解缆过程中，通常将机舱绕缆圈数大于预设阈值，并且风速足够小作为开始解缆条件。这样的操作存在如下技术问题：开始解缆条件受到限制，容易错过最佳开始解缆时机。

发明内容

本发明的各个方面至少可解决以上提到的问题和/或缺点，并且至少提供以下优点。

根据本发明的一方面，提供了一种风力发电机组的解缆控制方法。所述解缆控制方法可包括：将机头朝向的分布范围划分为多个机舱方向扇区，并且将相对风向的分布范围划分为多个风向扇区；设置与每个机舱方向扇区对应的解缆参数；根据当前的相对风向所属的风向扇区、当前的机头朝向所属的机舱方向扇区以及设置的解缆参数执行第一偏航控制；其中，所述解缆参数包括与所述机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区，其中，所述相对风向为当前风向相对于机头朝向的方向。

可选地，所述解缆控制方法还可包括：根据当前的相对风向和当前的机头朝向执行第二偏航控制，使得机头朝向处于对风范围之内。

可选地，所述解缆参数还可包括解缆角度阈值和解缆方向，所述执行第一偏航控制的步骤可包括：判断当前的机头朝向是否超过与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆角度阈值，如果是，则判断当前的相对风向是否在与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区之内，如果在用于开始解缆的风向扇区之内，则使机舱沿着与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆方向偏航。

可选地，所述解缆参数还可包括最小解缆角度，所述使机舱沿着与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆方向偏航的步骤可包括：使所述机舱沿着所述对应的解缆方向偏航特定角度，其中，所述特定角度大于或等于与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的最小解缆角度。

可选地，在执行所述第一偏航控制之前，所述解缆控制方法还可包括：判断当前的机头朝向是否超出安全方向范围，当超出所述安全方向范围时，对机组执行停机操作，其中，所述安全方向范围随着环境温度的改变而改变；当机组停机时，执行所述第一偏航控制。

可选地，在执行所述第一偏航控制之前，所述解缆控制方法还可包括：判断风速是否在用于开始解缆的风速范围之内；当风速在所述用于开始解缆的风速范围之内并且风速在所述风速范围之内的持续时间大于预定时间时，执行所述第一偏航控制；其中，所述用于开始解缆的风速范围为发电风速。

根据本发明的另一方面，提供了一种风力发电机组的解缆控制装置。所述解缆控制装置可包括：扇区划分模块，用于将机头朝向的分布范围划分为多个机舱方向扇区，并且将相对风向的分布范围划分为多个风向扇区；参数设置模块，用于设置与每个机舱方向扇区对应的解缆参数；执行模块，用于根据当前的相对风向所属的风向扇区、当前的机头朝向所属的机舱方向扇区以及设置的解缆参数执行第一偏航控制；其中，所述解缆参数包括与所述机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区，其中，所述相对风向为当前风向相对于机头朝向的方向。

可选地，所述执行模块还可用于根据当前的相对风向和当前的机头朝向执行第二偏航控制，使得机头朝向处于对风范围之内。

可选地，所述解缆参数还可包括解缆角度阈值和解缆方向，所述第一偏航控制的操作可包括：判断当前的机头朝向是否超过与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆角度阈值，如果是，则判断当前的相对风向是否在与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区之内，如果在用于开始解缆的风向扇区之内，则使机舱沿着与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆方向偏航。

可选地，所述解缆参数还可包括最小解缆角度，所述使机舱沿着与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆方向偏航的操作可包括：使所述机舱沿着所述对应的解缆方向偏航特定角度，其中，所述特定角度大于或等于与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的最小解缆角度。

可选地，所述执行模块在执行所述第一偏航控制之前，判断当前的机头朝向是否超出安全方向范围，当超出所述安全方向范围时，对机组执行停机操作，其中，所述安全方向范围随着环境温度的改变而改变；当机组停机时，执行所述第一偏航控制。

可选地，在执行所述第一偏航控制之前，所述执行模块可判断风速是否在用于开始解缆的风速范围之内；当风速在所述用于开始解缆的风速范围之内并且风速在所述风速范围之内的持续时间大于预定时间时，所述执行模块可执行所述第一偏航控制；其中，所述用于开始解缆的风速范围为发电风速。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读存储介质，可存储有当被处理器执行时使得处理器执行如上所述的解缆控制方法的指令。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机程序，包括当被处理器执行时使得处理器执行如上所述的解缆控制方法的指令。

本发明的解缆控制方法和解缆控制装置可划分机舱方向扇区和风向扇区；可针对每个机舱方向扇区设置解缆参数；可为每个机舱方向扇区设置对应的用于开始解缆的风向扇区；可在此基础上执行偏航控制，以实现解缆。

本发明的解缆控制方法和解缆控制装置可根据风机的维护信号执行控制操作，并在此基础上执行偏航控制，保证解缆充分并且同时完成对风偏航控制，以获得最优相对风向，提高发电效率。

通过本发明的解缆控制方法和解缆控制装置，可获得更多的开始解缆时机，并可在较佳的开始解缆时机下执行偏航控制，保证解缆充分并且同时完成对风偏航控制，从而可具有适用范围广、控制方式灵活等优点。

本发明的解缆控制方法和解缆控制装置可将解缆风速范围扩大至可发电风速，机组在停机状态即可解缆，解缆及时高效。

将在接下来的描述中部分阐述本发明总体构思另外的方面和/或优点，还有一部分通过描述将是清楚的，或者可以经过本发明总体构思的实施而得知。

附图说明

现将详细参照本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中，相同的标号始终指的是相同的部件。以下将通过参照附图来说明所述实施例，以便解释本发明。

图1示出根据本发明的示例性实施例的解缆控制方法的流程图；

图2示出根据本发明的示例性实施例的判断风向扇区和机舱方向扇区的流程图；

图3示出根据本发明的示例性实施例的解缆过程的流程图；

图4示出根据本发明的另一示例性实施例的解缆过程的流程图；

图5示出根据本发明的示例性实施例的解缆操作的流程图；

图6示出根据本发明的示例性实施例的停止解缆操作的流程图；

图7示出根据本发明的示例性实施例的解缆控制装置的示意图；

图8示出了根据本发明的示例性实施例的风向扇区的示意图；

图9示出根据本发明的示例性实施例的机舱方向扇区的示意图；

图10至图24示出根据本发明的示例性实施例的解缆与对风偏航的示例。

具体实施方式

以下，将参照附图更加详细地描述发明构思的示例性实施例。

图1示出根据本发明的示例性实施例的解缆控制方法的流程图。图1中所示的解缆控制方法可应用于风力发电机组(可简称为机组)，所述风力发电机组可包括机舱。如图1中所示，本示例性实施例的解缆控制方法可包括：步骤101，将机头朝向的分布范围划分为多个机舱方向扇区，并且将相对风向的分布范围划分为多个风向扇区，其中，解缆参数包括与机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区，其中，相对风向为当前风向相对于机头朝向的方向；步骤102，设置与每个机舱方向扇区对应的解缆参数；步骤103，根据当前的相对风向所属的风向扇区、当前的机头朝向所属的机舱方向扇区以及设置的解缆参数执行第一偏航控制；步骤104，根据当前的相对风向和当前的机头朝向执行第二偏航控制，使得机头朝向处于对风范围之内。

在本发明的示例性实施例中，机头朝向可以是叶轮朝向的方向，例如，机舱可沿着特定轴线偏航，由机舱的位于所述轴线上的点指向机舱的头部(例如，叶轮)上的另一个点的方向。机头朝向可用角度来表示，例如，机舱偏航的角度，或者被称为机舱的角度，机头朝向的分布范围可包括在机舱偏航过程中能够达到的所有角度。在这种情况下，每个机舱方向扇区包括对应的角度分布范围。

在本发明的示例性实施例中，相对风向也可用角度来表示。每个风向扇区包括对应的角度分布范围。

在一个优选的实施例中，多个机舱方向扇区是连续的。在另一个优选的实施例中，各个机舱方向扇区的大小相同，例如，机舱方向扇区的大小可以是机舱偏航的角度之中的属于该机舱方向扇区的最大角度与最小角度之差。

在又一个优选的实施例中，相对风向由当前风向相对于机头朝向的相对角度来表示。多个风向扇区是连续的，各个风向扇区的大小之和为360°，其中，风向扇区的大小可以是属于该风向扇区的最大相对角度与最小相对角度之差。在又一个优选的实施例中，多个风向扇区的大小相同。

作为示例，解缆参数还可包括与任意一个机舱方向扇区对应的解缆角度阈值和解缆方向，步骤103可包括：判断当前的机头朝向是否超过与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆角度阈值，如果是，则判断所述当前的相对风向是否在与所述当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区之内，如果在用于开始解缆的风向扇区之内，则使机舱沿着与所述当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆方向偏航。

作为示例，解缆参数还可包括与任意一个机舱方向扇区对应的最小解缆角度，所述使机舱沿着与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆方向偏航的步骤可包括：使机舱沿着所述对应的解缆方向偏航特定角度，其中，所述特定角度大于或等于与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的最小解缆角度。

如上所述，可针对机舱方向扇区设置解缆参数，其中，可将划分出的风向扇区之中的用于开始解缆的风向扇区作为对应机舱方向扇区的解缆参数。基于这样的解缆参数执行解缆，可减少对解缆条件的限制，从而提供更多解缆时机。还可在第一偏航的基础上执行第二偏航，以便使相对风向落入最优相对风向范围之内，对风效果较好。另外，为了保证安全和其他操作(例如发电操作)的正常运行，可如下所述执行前置处理。

作为示例，可执行如下控制操作：判断当前的机头朝向是否超出安全方向范围，当超出所述安全方向范围时，对机组执行停机操作，其中，所述安全方向范围随着环境温度的改变而改变；当机组停机时，执行步骤103。

在一个示例性实施例中，安全方向范围可以是[-Pos,Pos]，其中，Pos是一个特定角度，表示电缆缠绕的极限角度，例如，620°。其中，所述特定角度随着环境温度的改变而改变，例如，与-35摄氏度对应Pos为620°，与40摄氏度对应的Pos为720°。在另一个示例性实施例中，所述特定角度与环境温度成正比。

作为示例，当机组处于停机状态时，在执行步骤103之前，可判断风速是否在用于开始解缆的风速范围之内；当风速在所述用于开始解缆的风速范围之内并且风速在所述用于开始解缆的风速范围之内的持续时间大于预定时间时，执行步骤103。其中，所述用于开始解缆的风速范围为发电风速范围，例如，3.5m/s至15m/s。

为了停止偏航，解缆控制方法还可包括：判断是否满足停止偏航条件；当满足停止偏航条件时，停止偏航。其中，停止偏航条件包括以下项中的至少一项：开始偏航后所述机舱的角度变化值超过预定位置变化阈值并且相对风向在用于停止偏航的风向范围之内，左解缆标识消失，右解缆标识消失，安全链断开，存在禁止偏航指令，风向标异常，存在机舱维护，存在通信异常，所述机舱的角度超过用于停止偏航的位置阈值，以及不存在解缆控制位。

图2示出根据本发明的示例性实施例的判断风向扇区和机舱方向扇区的流程图。在本示例性实施例中，以机舱偏航的角度来表示机头朝向的偏转角度。相对风向由当前风向相对于机头朝向的角度来表示。连续地划分风向扇区，且连续地划分机舱方向扇区。在这种情况下，相对风向的分布范围被划分为6个风向扇区，每个风向扇区的大小为60°，其中，风向扇区的大小可以是属于该风向扇区的最大相对角度与最小相对角度之差。以下参照图8描述风向扇区。

图8示出了根据本发明的示例性实施例的风向扇区的示意图。如图8中所示，设置了六个风向扇区S1至S6，每个风向扇区跨越的角度相同。从0度开始，顺时针旋转180度记为正数，逆时针旋转180度记为负数，正负180度位置重合。其中，与风向扇区S1对应的角度范围是[-30°,30°)，与风向扇区S2对应的角度范围是[30°,90°)，与风向扇区S3对应的角度范围是[90°,150°)，与风向扇区S4对应的角度范围是[-180°,-150°)以及[150°,180°)这两个集合的并集(在下文中，可表示为[-150°,150°))，与风向扇区S5对应的角度范围是[-150°,-90°)，与风向扇区S6对应的角度范围是[-90°,-30°)。

继续参照图2，将机舱方向-180°至180°之间的区域作为对风控制区，可在对风控制区中进行对风偏航控制，也可在进行对风偏航控制的同时进行解缆操作。从除了对风控制区之外的机舱的角度分布范围中划分出6个机舱方向扇区。在划分了机舱方向扇区和风向扇区之后，可判断机舱的角度所属的机舱方向扇区和风向所属的风向扇区。

如图2中所示，在步骤201，判断相对风向是否属于[-30°,30°)，如果是，则进入步骤207，判断出风向属于风向扇区S1，否则，进入步骤202。在步骤202，判断风向是否属于[30°,90°)，如果是，则进入步骤208，判断出风向属于风向扇区S2，否则，进入步骤203。在步骤203，判断风向是否属于[90°,150°)，如果是，则进入步骤209，判断出风向属于风向扇区S3，否则，进入步骤204。在步骤204，判断风向是否属于[-150°,150°)，如果是，则进入步骤210，判断出风向属于风向扇区S4，否则，进入步骤205。在步骤205，判断风向是否属于[-150°,-90°)，如果是，则进入步骤211，判断出风向属于风向扇区S5，否则，进入步骤206。在步骤206，判断风向是否属于[-90°,-30°)，如果是，则进入步骤212，判断出风向属于风向扇区S6，否则，结束流程。在步骤207至步骤212中的任一个步骤之后，结束流程。

以下内容说明机舱方向扇区的划分过程，从机舱位置0度开始，顺时针偏航记为正数，逆时针偏航记为负数。

在步骤213，判断机舱的角度是否属于[-180°,-360°)，如果是，则进入步骤219，判断出机舱的角度属于机舱方向扇区P1，否则，进入步骤214。在步骤214，判断机舱的角度是否属于[-360°,-540°)，如果是，则进入步骤220，判断出机舱的角度属于机舱方向扇区P2，否则，进入步骤215。在步骤215，判断机舱的角度是否属于[-540°,-720°)，如果是，则进入步骤221，判断出机舱的角度属于机舱方向扇区P3，否则，进入步骤216。在步骤216，判断机舱的角度是否属于[180°,360°)，如果是，则进入步骤222，判断出机舱的角度属于机舱方向扇区P4，否则，进入步骤217。在步骤217，判断机舱的角度是否属于[360°,540°)，如果是，则进入步骤223，判断出机舱的角度属于机舱方向扇区P5，否则，进入步骤218。在步骤218，判断机舱的角度是否属于[540°,720°)，如果是，则进入步骤224，判断出机舱的角度属于机舱方向扇区P6，否则，结束流程。在步骤219至步骤224中的任一个步骤之后，结束流程。

采用如上所述流程划分的机舱方向扇区如图9中所示。图9示出根据本发明的示例性实施例的机舱方向扇区的示意图，其中，以机舱偏航的角度(或称为机舱的角度)来表示机舱的位置，方向A表示顺时针偏航方向，方向B表示逆时针偏航方向。在图9中，设置了六个机舱方向扇区P1至P6，每个机舱方向扇区跨越的角度相同，其中，由[-180°,0°)以及[0°,180°)这两个集合的并集表示的角度范围对应于对风控制区，与机舱方向扇区P1对应的角度范围是[-360°,-180°)，与机舱方向扇区P2对应的角度范围是[-540°,-360°)，与机舱方向扇区P3对应的角度范围是[-720°,-540°)，与机舱方向扇区P4对应的角度范围是[180°,360°)，与机舱方向扇区P5对应的角度范围是[360°,540°)，与机舱方向扇区P6对应的角度范围是[540°,720°)。

采用本实施例划分的风向扇区和机舱方向扇区进行解缆，可更加灵活地设置解缆参数，以更加灵活地执行解缆控制，还可在较佳的解缆时机下解缆。

在一个优选的示例中，可以在风力发电机组停机的状态下，根据当前的相对风向和和当前的机头朝向执行偏航控制，保证解缆充分并且同时完成对风偏航控制。

图3示出根据本发明的示例性实施例的解缆过程的流程图。图3所示解缆过程是在机组停机的情况下被触发的。在图3所示解缆过程被触发之后，使机舱偏航以实现解缆。在本示例性实施例中，与机舱方向扇区P1至机舱方向扇区P3对应的解缆方向为顺时针方向。如图9中所示，由于方向A表示顺时针偏航方向，方向B表示逆时针偏航方向，因此，机舱方向扇区P1至P3的解缆方向与方向B相反，即：解缆方向为顺时针方向。

继续参照图3，在步骤301，判断机舱的角度所属的机舱方向扇区。在步骤302，机舱的角度属于机舱方向扇区P1。在步骤303，确定对应的解缆角度阈值Δ1＝180°，最小解缆角度Δ2＝100°。在步骤304，计算PΔ＝(|P|-Δ1)/60°，其中，|P|表示机舱的角度的绝对值。在步骤305，判断PΔ的整数部分的数值是多少。在步骤314，PΔ的整数部分的数值是0。在步骤315，判断风向是否属于风向扇区S4，如果是，则进入步骤316，否则重新执行步骤315。在步骤317，PΔ的整数部分的数值是1。在步骤318，判断风向是否属于风向扇区S3或S4中的任意一个，如果是，则进入步骤319，否则重新执行步骤318。在步骤320，PΔ的整数部分的数值是2。在步骤321，判断风向是否属于风向扇区S3、S4和S5中的任意一个，如果是，则进入步骤322，否则重新执行步骤321。

需要说明的是，需要基于PΔ的整数部分的数值来进行风向扇区的判断，例如，若PΔ的整数部分的数值是2，则后续判断相对风向是否属于风向扇区S3、S4和S5中的任意一个；例如，若PΔ的整数部分的数值是0，则后续判断相对风向是否属于风向扇区S4。

在步骤306，机舱的角度属于机舱方向扇区P2。在步骤307，确定对应的解缆角度阈值Δ1＝360°，最小解缆角度Δ2＝300°。在步骤308，计算PΔ＝(|P|-Δ1)/60°。在步骤309，判断PΔ的整数部分的数值是多少。在步骤323，PΔ的整数部分的数值是0。在步骤324，判断风向是否属于风向扇区S1，如果是，则进入步骤325，否则重新执行步骤324。在步骤326，PΔ的整数部分的数值是1。在步骤327，判断风向是否属于风向扇区S1或S2中的任意一个，如果是，则进入步骤328，否则重新执行步骤327。在步骤329，PΔ的整数部分的数值是2。在步骤330，判断风向是否属于风向扇区S2、S3和S4中的任意一个，如果是，则进入步骤331，否则重新执行步骤330。

在步骤310，机舱的角度属于机舱方向扇区P3。在步骤311，确定对应的解缆角度阈值Δ1＝540°，最小解缆角度Δ2＝400°。在步骤312，计算PΔ＝(|P|-Δ1)/60°。在步骤313，判断PΔ的整数部分的数值是多少。在步骤332，PΔ的整数部分的数值是0。在步骤333，判断风向是否属于风向扇区S2至S6中的任意一个，如果是，则进入步骤334，否则重新执行步骤333。在步骤335，PΔ的整数部分的数值是1。在步骤336，判断风向是否属于风向扇区S1至S6中的任意一个，如果是，则进入步骤337，否则重新执行步骤336。在步骤338，PΔ的整数部分的数值是2。在步骤339，判断风向是否属于风向扇区S1至S6中的任意一个，如果是，则进入步骤340，否则重新执行步骤339。

在步骤316、步骤319、步骤322、步骤325、步骤328、步骤331、步骤334、步骤337、步骤340开始解缆，在开始解缆后，使机舱旋转特定角度，所述特定角度大于或等于对应的最小解缆角度Δ2。随后，可结束流程。

图4示出根据本发明的另一示例性实施例的解缆过程的流程图。图4所示解缆过程是在机组停机的情况下被触发的。在图4所示解缆过程被触发之后，使机舱偏航以实现解缆。在本示例性实施例中，与机舱方向扇区P4至机舱方向扇区P6对应的解缆方向为逆时针方向。如图8中所示，由于方向A表示顺时针偏航方向，方向B表示逆时针偏航方向，因此，机舱方向扇区P4至P6的解缆方向为逆时针方向。

继续参照图4，在步骤401，判断机舱的角度所述的机舱方向扇区。在步骤402，机舱的角度属于机舱方向扇区P4。在步骤403，确定对应的解缆角度阈值Δ1＝180°，最小解缆角度Δ2＝100°。在步骤404，计算PΔ＝(|P|-Δ1)/60°，其中，|P|表示机舱的角度的绝对值，用于指示机舱在偏航操作中沿顺时针或逆时针方向偏转的角度。在步骤405，判断PΔ的整数部分的数值是多少。在步骤414，PΔ的整数部分的数值是0。在步骤415，判断风向是否属于风向扇区S4，如果是，则进入步骤416，否则重新执行步骤415。在步骤417，PΔ的整数部分的数值是1。在步骤418，判断风向是否属于风向扇区S4或S5中的任意一个，如果是，则进入步骤419，否则重新执行步骤418。在步骤420，PΔ的整数部分的数值是2。在步骤421，判断风向是否属于风向扇区S4、S5和S6中的任意一个，如果是，则进入步骤422，否则重新执行步骤421。

需要说明的是，需要基于PΔ的整数部分的数值来进行风向扇区的判断，例如，若PΔ的整数部分的数值是2，则后续判断相对风向是否属于风向扇区S4、S5和S6中的任意一个；例如，若PΔ的整数部分的数值是0，则后续判断相对风向是否属于风向扇区S4。

在步骤406，机舱的角度属于机舱方向扇区P5。在步骤407，确定对应的解缆角度阈值Δ1＝360°，最小解缆角度Δ2＝300°。在步骤408，计算PΔ＝(|P|-Δ1)/60°。在步骤409，判断PΔ的整数部分的数值是多少。在步骤423，PΔ的整数部分的数值是0。在步骤424，判断风向是否属于风向扇区S1，如果是，则进入步骤425，否则重新执行步骤424。在步骤426，PΔ的整数部分的数值是1。在步骤427，判断风向是否属于风向扇区S1或S6中的任意一个，如果是，则进入步骤428，否则重新执行步骤427。在步骤429，PΔ的整数部分的数值是2。在步骤430，判断风向是否属于风向扇区S4、S5和S6中的任意一个，如果是，则进入步骤431，否则重新执行步骤430。

在步骤410，机舱的角度属于机舱方向扇区P6。在步骤411，确定对应的解缆角度阈值Δ1＝540°，最小解缆角度Δ2＝400°。在步骤412，计算PΔ＝(|P|-Δ1)/60°。在步骤413，判断PΔ的整数部分的数值是多少。在步骤432，PΔ的整数部分的数值是0。在步骤433，判断风向是否属于风向扇区S1至S5中的任意一个，如果是，则进入步骤434，否则重新执行步骤433。在步骤435，PΔ的整数部分的数值是1。在步骤436，判断风向是否属于风向扇区S1至S6中的任意一个，如果是，则进入步骤437，否则重新执行步骤436。在步骤438，PΔ的整数部分的数值是2。在步骤439，判断风向是否属于风向扇区S1至S6中的任意一个，如果是，则进入步骤440，否则重新执行步骤439。

在步骤416、步骤419、步骤422、步骤425、步骤428、步骤431、步骤434、步骤437、步骤440开始解缆，在开始解缆后，使机舱旋转特定角度，所述特定角度大于或等于对应的最小解缆角度Δ2。随后，可结束流程。

图5示出根据本发明的示例性实施例的解缆操作的流程图。

如图5中所示，在步骤501，判断是否允许自动偏航，如果是，则进入步骤502，否则返回开始。在步骤502，判断是否存在人工停机，如果是，则返回开始，否则进入步骤503。在步骤503，判断是否存在机舱维护，如果是，则返回开始，否则进入步骤504。在步骤504，判断机组是否停机，如果是则进入步骤505，否则进入步骤510。

另外，当在步骤501判断出允许自动偏航时，可根据当前的相对风向和当前的机头朝向执行第二偏航控制，使得机头朝向处于用于停止偏航的相对风向范围之内。

在步骤505，判断机舱停止偏航所经过的时间是否达到停机延时时间(例如，30秒)，如果是则进入步骤506，否则返回步骤504。在步骤506，判断是否存在比解缆操作的优先级高的操作，如果是，则结束流程，否则进入步骤507。在步骤507，判断解缆条件是否达到解缆条件，如果是则进入步骤508，否则结束流程。判断解缆条件是否达到解缆条件的步骤可包括：判断风速是否在用于开始解缆的风速范围(例如，3.5m/s至15m/s的风速范围)之内，还可包括机舱的角度是否超过解缆角度阈值和/或风向是否在用于开始解缆的风向扇区之内。在步骤508，判断是否正在解缆，如果是，则结束流程，否则执行步骤509。在步骤509，执行解缆，例如，使机舱沿着与机舱的角度所属的风向扇区对应的解缆方向旋转特定角度。

在步骤510，判断机舱的角度是否超出安全角度范围，如果是，则执行步骤511，否则重新执行步骤510。在步骤511，执行停机操作，以使机舱停止偏航。

在本发明的示例性实施例中，用于开始解缆的风速范围可被扩大至发电风速范围，因此可达到增加解缆机会的效果。

在本发明的示例性实施例中，可使用不同权重的相对风向作为开始解缆和停止解缆的参考条件，解决了使用相同权重的相对风向带来的响应滞后问题。

具体而言，这里的“风向的权重”指的是相对风向的选择标准，在现有技术中，开始解缆和停止解缆的控制通常不考虑风向，只考虑绕缆圈数是否超出阈值，导致存在较大范围的空闲区，丢失可用以解缆的时机而导致解缆不当；现有技术中通常设置为小风解缆，小风条件下，风向不稳定，难以找到合适的停止解缆位置，因而导致重复偏航，解缆效率降低。

然而，发明人发现：适合开始解缆的相对风向和适合停止解缆的相对风向可随着机舱的位置等的改变而改变；在开始解缆和停止解缆时，需要在适合开始解缆的相对风向下开始解缆，并且在适合停止解缆的相对风向下停止解缆。

然而，在本发明的示例性实施例中，可为不同的机舱方向扇区(即：机舱的机舱方向扇区)设置不同的用于开始解缆的相对风向和用于停止解缆的相对风向。在这种情况下，可使机舱更容易在适合开始解缆的相对风向下开始解缆，并且更容易在适合停止解缆的相对风向下停止解缆。

在本发明的示例性实施例中，根据机组状态、机舱位置、风速范围确定开始解缆时刻。使允许解缆的风速范围扩大到发电风速范围(例如，允许解缆的风速范围介于3.5m/s至15m/s)，机组在停机时即可解缆，提高了解缆效率，降低了中断发电过程进行解缆的时间。

以下参照图10至图24描述几种解缆与对风偏航的情况，在这些附图中，F表示绝对风向，0°是设定的角度以用于表示机舱位置的零角度，也就是说，当前机舱的角度是当前机头朝向相对于0°的相对角度。

在图10至图12所示的实施例中，机舱的初始角度是200°，风向扇区被表示为(150°,-150°)，解缆方向为逆时针方向，其中，(150°,-150°)表示从-150°的角度开始沿着逆时针经过-180°的角度并到达150°的角度的区域。

如图10所示，机舱的角度是200°，即机舱的角度P∈位置扇区P4，设定解缆角度阈值Δ1＝180°，最小解缆角度Δ2＝100°。也就是预计机舱逆时针偏航100°。随后，计算PΔ＝(|P|-Δ1)/60＝(200-180)/60，计算结果的整数部分为0。对应风向扇区S4的范围，即允许解缆的相对风向范围为(150°,-150°)。如果风向仪测量的当前相对风向为-180°，也就是说，如果相对风向属于S4的范围内，则执行第一偏航控制以进行解缆。

在执行第一偏航控制时，使机舱逆时针偏航Δ2＝100°。如图11所示，逆时针偏航Δ2之后，机舱的角度为100°。此时，相对风向为-80°。

随后，可执行第二偏航控制，逆时针偏航65°，以进一步解缆并且调整对风精度。如图12所示，控制机舱偏航至机舱的角度为35°，相对风向为-15°。此时，解缆充分并且对风效果最好。

在图13至图15所示的实施例中，机舱的初始角度是260°，风向扇区被表示为(-90°,150°)，解缆方向为逆时针方向，其中，(-90°,150°)表示从-90°的角度开始沿着逆时针经过-180°的角度并到达150°的角度的区域。

如图13所示，机舱的角度是260°，即机舱的角度P∈位置扇区P4，设定Δ1＝180°，Δ2＝100°。也就是预计机舱逆时针偏航100°。随后，计算PΔ整数部分为1。对应S4∪S5的范围，即允许解缆的风向范围为(150°,-90°)。也就是说，如果相对风向属于S4∪S5的范围内，则执行第一偏航控制以进行解缆。

假设风向仪测量的相对风向为-150°，则执行第一偏航控制使机舱逆时针偏航Δ2＝100°。如图14所示，执行第一偏航控制后，机舱的角度为160°，相对风向为-50°。

随后，执行第二偏航控制，以进一步解缆且调整对风精度。如图15所示，控制机舱偏航至机舱的角度为125°，相对风向为-15°。此时，充分解缆并且对风效果最好。

在图16至图18所示的实施例中，机舱的初始角度是400°，也就是机舱偏航了一周后又偏航了40°，风向扇区被表示为(-30°,30°)，解缆方向为逆时针方向，其中，(-30°,30°)表示从-30°的角度开始沿着逆时针经过0°的角度并到达30°的角度的区域。

如图16所示，机舱的初始角度是400°，即机舱的角度P∈位置扇区P5，设定Δ1＝360°，Δ2＝300°。也就是预计机舱逆时针偏航300°。随后，计算PΔ整数部分为0。对应风向扇区S1的范围，即允许解缆的风向范围为(-30°,30°)。也就是说，也就是说，如果相对风向属于S1的范围内，则执行第一偏航控制以进行解缆。

假设风向仪测量的相对风向为0°，则执行第一偏航控制使机舱逆时针偏航Δ2＝300°。如图17所示，执行第一偏航控制后，机舱的角度为100°，相对风向为-60°。

随后，执行第二偏航控制，以进一步解缆且调整对风精度。如图18所示，控制机舱偏航至机舱的角度为55°，相对风向为-15°。此时，充分解缆并且对风效果最好。

在图19至图21所示的实施例中，机舱的初始角度是530°，也就是机舱偏航了一周后又偏航了170°，风向扇区被表示为(-30°,150°)，解缆方向为逆时针方向，其中，(-30°,150°)表示从-30°的角度开始沿着逆时针经过0°的角度并到达150°的角度的区域。

如图19所示，机舱的初始角度是530°，即机舱的角度P∈位置扇区P5，设定Δ1＝360°，Δ2＝300°。也就是预计机舱逆时针偏航300°。随后，计算PΔ整数部分为2。对应S4∪S5∪S6的范围，即允许解缆的风向范围为(-30°,150°)。也就是说，如果相对风向属于S6∪S5∪S4的范围内，则执行第一偏航控制以进行解缆。

假设风向仪测量的相对风向为-120°，则执行第一偏航控制使机舱逆时针偏航Δ2＝300°。如图20所示，执行第一偏航控制后，机舱的角度为230°，相对风向为180°。

随后，执行第二偏航控制，以进一步解缆且调整对风精度。如图21所示，控制机舱偏航至机舱的角度为65°，相对风向为-15°。此时，充分解缆并且对风效果最好。

在图22至图24所示的实施例中，机舱的初始角度是580°，也就是机舱偏航了一周后又偏航了220°，风向扇区被表示为(-30°,-90°)区域，解缆方向为逆时针方向，其中，(-30°,-90°)表示从-30°的角度开始沿着逆时针旋转300°的区域。

如图22所示，机舱的初始角度是580°，即机舱的角度P∈位置扇区P6，设定Δ1＝540°，Δ2＝400°。也就是预计机舱逆时针偏航400°。随后，计算PΔ整数部分为0。对应S1∪S2∪S3∪S4∪S5的范围，即允许解缆的风向范围为(-30°,-90°)。也就是说，如果相对风向属于S1∪S2∪S3∪S4∪S5的范围内，则执行第一偏航控制以进行解缆。

假设风向仪测量的相对风向为120°，则执行第一偏航控制使机舱逆时针偏航Δ2＝400°。如图23所示，执行第一偏航控制后，机舱的角度为180°，相对风向为160°。

随后，执行第二偏航控制，以进一步解缆且调整对风精度。如图24所示，控制机舱偏航至机舱的角度为-5°，相对风向为-15°。此时，充分解缆并且对风效果最好。

图6示出根据本发明的示例性实施例的停止解缆操作的流程图。

如图6中所示，在步骤601，判断机舱的角度是否超过角度阈值，如果是，则进入步骤602，否则结束流程。角度阈值可以是以上实施例涉及的最小解缆角度。在步骤602，判断风向是否在用于停止解缆的风向范围之内，如果是，则进入步骤612，否则重新执行步骤602。在步骤603，判断左解缆标识是否消失，如果是，则进入步骤612，否则结束流程。在步骤604，判断右解缆表示是否消失，如果是，则进入步骤612，否则结束流程。在步骤605，判断安全链是否断开，在步骤606，判断是否存在禁止偏航指令，在步骤607，判断风向标是否异常，在步骤608，判断是否存在机舱维护操作，在步骤609，判断是否存在通信异常，在步骤611，判断机舱的角度是否超过停止解缆角度阈值。在步骤605至步骤609以及步骤611中，如果是，则进入步骤612，否则结束流程。在步骤610，判断是否存在解缆控制位，如果是，则结束流程，否则进入步骤612。在步骤612，停止解缆，以使机舱停止偏航，随后，可结束流程。

图7示出根据本发明的示例性实施例的解缆控制装置的示意图。

如图7中所示，根据本示例性实施例的风力发电机组包括机舱。根据本示例性实施例的风力发电机组的解缆控制装置700包括：扇区划分模块710，用于将机头朝向的分布范围划分为多个机舱方向扇区，并且将相对风向的分布范围划分为多个风向扇区；参数设置模块720，用于设置与每个机舱方向扇区对应的解缆参数；执行模块730，用于根据当前的相对风向所属的风向扇区、当前的机头朝向所属的机舱方向扇区以及设置的解缆参数执行第一偏航控制；其中，解缆参数包括与所述机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区，其中，所述相对风向为当前风向相对于机头朝向的方向。

作为示例，执行模块730还用于：根据当前的相对风向和当前的机头朝向执行第二偏航控制，使得机头朝向处于对风范围之内。

作为示例，解缆参数还包括解缆角度阈值和解缆方向，所述第一偏航控制的操作包括：判断当前的机头朝向是否超过与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆角度阈值，如果是，则判断当前的相对风向是否在与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区之内，如果在用于开始解缆的风向扇区之内，则使机舱沿着与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆方向偏航。

作为示例，解缆参数还包括最小解缆角度，所述使机舱沿着与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆方向偏航的操作包括：使机舱沿着所述对应的解缆方向偏航特定角度，其中，所述特定角度大于或等于与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的最小解缆角度。

作为示例，执行模块730在执行所述第一偏航控制之前，确定风机的维护信号，并且执行与确定的风机的维护信号对应的控制操作，其中，所述风机的维护信号包括以下项中的至少一项：用于指示是否允许自动偏航的状态、用于指示是否存在人工停机的状态、用于指示是否存在机舱维护的状态、以及用于指示所述机舱是否停止偏航的状态。

作为示例，执行模块730在执行所述第一偏航控制之前，判断当前的机头朝向是否超出安全方向范围，当超出所述安全方向范围时，对机组执行停机操作，其中，所述安全方向范围随着环境温度的改变而改变；当机组停机时，执行所述第一偏航控制。

作为示例，在执行所述第一偏航控制之前，执行模块730判断风速是否在用于开始解缆的风速范围之内；当风速在所述用于开始解缆的风速范围之内并且风速在所述风速范围之内的持续时间大于预定时间时，所述执行模块执行所述第一偏航控制；其中，所述用于开始解缆的风速范围为发电风速。

根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种计算机可读存储介质，存储有当被处理器执行时使得处理器执行本发明示例性实施例的解缆控制方法的指令。

根据本发明的另一示例性实施例，提供了一种计算机程序，包括当被处理器执行时使得处理器执行本发明示例性实施例的解缆控制方法的指令。

通过本发明的解缆控制方法和解缆控制装置，可获得更多的开始解缆时机，并可在较佳的开始解缆时机下执行偏航控制，保证解缆充分并且同时完成对风偏航控制，从而可具有适用范围广、控制方式灵活等优点。

本发明实施例中的计算机可读存储介质包含程序、命令、指令、数据文件、数据结构等、或它们的组合。被记录在计算机可读存储介质中的程序可被设计或被配置以实现本发明的方法。计算机可读存储介质包括用于存储并执行程序命令的硬件系统。硬件系统的示例有磁介质(诸如硬盘、软盘、磁带)、光介质(诸如CD-ROM和DVD)、磁光介质(诸如软光盘、ROM、RAM、闪存等)。程序包括由编译器编译的汇编语言代码或机器代码和由解释器解释的更高级语言代码。硬件系统可利用至少一个软件模块来实施以符合本发明。

可使用一个或多个通用或专用计算机(例如，处理器、控制器、数字信号处理器、微型计算机、现场可编程阵列、可编程逻辑单元、微处理器或能够运行软件或执行指令的任何其它装置)来实施上述方法的至少一部分。所述至少一部分可在操作系统中实现，也可在操作系统下操作的一个或多个软件应用中实现。

为了示意和描述的目的，给出了对本发明的描述，该描述的意图不在于以所公开的形式来穷尽或限制本发明。对于本领域普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的情况下，可对实施例进行各种修改和改变。

Claims (14)

1.一种风力发电机组的解缆控制方法，其特征在于，包括：

将机头朝向的分布范围划分为多个机舱方向扇区，并且将相对风向的分布范围划分为多个风向扇区；

设置与每个机舱方向扇区对应的解缆参数；

根据当前的相对风向所属的风向扇区、当前的机头朝向所属的机舱方向扇区以及设置的解缆参数执行第一偏航控制；

其中，所述解缆参数包括与所述机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区，

其中，所述相对风向为当前风向相对于机头朝向的方向。

2.如权利要求1所述的解缆控制方法，其特征在于，还包括：根据当前的相对风向和当前的机头朝向执行第二偏航控制，使得机头朝向处于对风范围之内。

3.如权利要求1所述的解缆控制方法，其特征在于，所述解缆参数还包括解缆角度阈值和解缆方向，所述执行第一偏航控制的步骤包括：

判断当前的机头朝向是否超过与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆角度阈值，如果是，则判断当前的相对风向是否在与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区之内，

如果在用于开始解缆的风向扇区之内，则使机舱沿着与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆方向偏航。

4.如权利要求3所述的解缆控制方法，其特征在于，所述解缆参数还包括最小解缆角度，所述使机舱沿着与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆方向偏航的步骤包括：

使所述机舱沿着所述对应的解缆方向偏航特定角度，其中，所述特定角度大于或等于与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的最小解缆角度。

5.如权利要求1所述的解缆控制方法，其特征在于，在执行所述第一偏航控制之前，所述解缆控制方法还包括：

判断当前的机头朝向是否超出安全方向范围，当超出所述安全方向范围时，对机组执行停机操作，其中，所述安全方向范围随着环境温度的改变而改变；

当机组停机时，执行所述第一偏航控制。

6.如权利要求1所述的解缆控制方法，其特征在于，在执行所述第一偏航控制之前，所述解缆控制方法还包括：

判断风速是否在用于开始解缆的风速范围之内；

当风速在所述用于开始解缆的风速范围之内并且风速在所述风速范围之内的持续时间大于预定时间时，执行所述第一偏航控制；

其中，所述用于开始解缆的风速范围为发电风速。

7.一种风力发电机组的解缆控制装置，其特征在于，包括：

扇区划分模块，用于将机头朝向的分布范围划分为多个机舱方向扇区，并且将相对风向的分布范围划分为多个风向扇区；

参数设置模块，用于设置与每个机舱方向扇区对应的解缆参数；

执行模块，用于根据当前的相对风向所属的风向扇区、当前的机头朝向所属的机舱方向扇区以及设置的解缆参数执行第一偏航控制；

其中，所述解缆参数包括与所述机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区，

其中，所述相对风向为当前风向相对于机头朝向的方向。

8.如权利要求7所述的解缆控制装置，其特征在于，所述执行模块还用于：根据当前的相对风向和当前的机头朝向执行第二偏航控制，使得机头朝向处于对风范围之内。

9.如权利要求7所述的解缆控制装置，其特征在于，所述解缆参数还包括解缆角度阈值和解缆方向，所述第一偏航控制的操作包括：

判断当前的机头朝向是否超过与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆角度阈值，如果是，则判断当前的相对风向是否在与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的用于开始解缆的风向扇区之内，

如果在用于开始解缆的风向扇区之内，则使机舱沿着与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆方向偏航。

10.如权利要求9所述的解缆控制装置，其特征在于，所述解缆参数还包括最小解缆角度，所述使机舱沿着与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的解缆方向偏航的操作包括：

使所述机舱沿着所述对应的解缆方向偏航特定角度，其中，所述特定角度大于或等于与当前的机头朝向所属的机舱方向扇区对应的最小解缆角度。

11.如权利要求7所述的解缆控制装置，其特征在于，所述执行模块在执行所述第一偏航控制之前，

判断当前的机头朝向是否超出安全方向范围，当超出所述安全方向范围时，对机组执行停机操作，其中，所述安全方向范围随着环境温度的改变而改变；

当机组停机时，执行所述第一偏航控制。

12.如权利要求7所述的解缆控制装置，其特征在于，在执行所述第一偏航控制之前，所述执行模块判断风速是否在用于开始解缆的风速范围之内；

当风速在所述用于开始解缆的风速范围之内并且风速在所述风速范围之内的持续时间大于预定时间时，所述执行模块执行所述第一偏航控制；

其中，所述用于开始解缆的风速范围为发电风速。

13.一种计算机可读存储介质，存储有当被处理器执行时使得处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的解缆控制方法的指令。

14.一种计算机程序，包括当被处理器执行时使得处理器执行如权利要求1-6中任一项所述的解缆控制方法的指令。