CN109139366B - 风电场的控制系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风电场的控制系统，所述系统包括：一个或多个可运动的环境数据处理设备，用于采集风电场当前的环境气象数据，并根据所述环境气象数据获得与所述风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数；多个风力发电机组，与所述可运动的环境数据处理设备通信连接，用于获取所述环境控制参数，并根据所述环境控制参数控制本风力发电机组的运行状态。通过本发明实施例提供的控制系统可以根据实时环境气象数据控制风力发电机组调整运行状态，提高了控制效率和精度。

Description

风电场的控制系统

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风电场的控制系统。

背景技术

随着国民对环境保护的日益重视，由于风力发电具有清洁、无污染的特性，所以风力发电受到了大众的广泛欢迎。在风力发电机组装机容量的迅猛增长的同时，如何使得风力发电机组工作在最佳运行状态下，提高发电量进而增大经济效益成为风力发电领域的重点关注的问题。

环境因素对风力发电机组的能量捕获、控制和载荷、发电量等产生密切影响，通常风力发电机组所处的环境条件多种多样，有陆上环境和海上环境，有高海拔地区环境和低海拔地区环境等，在不同的环境条件下，也对应着不同类型的风力发电机组，由于环境条件和风力发电机组机型的多样性，必须要有合适的控制系统与之匹配，才能使得风力发电机组达到最佳的运行状态。目前风力发电机组采集环境气象数据的方法是通过采集风速、风向、海拔高度等，根据环境气象数据调整风力发电机组的工作状态，但影响风力发电机组运行状态的参量因素是复杂多维度的，根据现有的环境气象数据不足以实时精准控制机组工作在最佳运行状态。

因此，如何通过环境气象数据实现对风力发电机组的实时控制，使得风力发电机组工作在最佳运行状态成为目前亟待解决的技术问题。

发明内容

第一方面，本发明实施例提供了一种风电场的控制系统，包括：

一个或多个可运动的环境数据处理设备，用于采集风电场当前的环境气象数据，并根据所述环境气象数据获得与所述风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数；

多个风力发电机组，与所述可运动的环境数据处理设备通信连接，用于获取所述环境控制参数，并根据所述环境控制参数控制本风力发电机组的运行状态。

可选的，所述环境气象数据包括：空气温度、空气湿度、风速、风向、大气压力、降尘量、降雨量、降雪量、太阳辐照强度中的一种或多种；和/或，

所述与所述风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数，包括：

与提升风力发电机组的发电功率相关联的环境控制参数；或者，

与风力发电机组的零部件的安全防护相关联的环境控制参数；或者，

与降低风力发电机组的零部件的能量消耗相关联的环境控制参数。

可选的，其特征在于，所述环境数据处理设备包括：

环境数据采集模块，用于周期性地或者实时地采集所述风电场当前的环境气象数据，并将所述环境气象数据进行预处理；

控制器，其包括：环境参数计算模块，用于根据预处理后的环境气象数据计算与风力发电机组运行相关的环境控制参数；以及，环境参数发送控制模块，用于对所述环境控制参数的发送属性进行控制；

环境参数发送执行模块，用于将所述环境控制参数发送至所述风电场中至少一个风力发电机组。

可选的，所述环境数据处理设备还包括：定位模块，用于确定自身所处的在风电场中的实时地理位置；

所述环境参数发送执行模块，还用于根据所述环境参数发送控制模块的控制指令，向以所述的可运动的环境数据处理设备当前的实时地理位置为中心的、发送半径为预设半径的圆形区域内的多个风力发电机组发送所述环境控制参数；所述预设半径小于或等于所述风电场的折算半径的一半。

可选的，所述环境参数发送控制模块还用于：计算本测量周期内获得的风电场环境气象数据和前一测量周期内获得的风电场环境气象数据之间的变化量，当所述变化量大于或等于预设的变化量阈值时，控制所述环境参数发送执行模块将所述本测量周期内获得的风电场环境气象数据向目标风力发电机组进行发送。

可选的，所述环境参数计算模块，具体包括如下单元中的一个或多个：

第一计算单元，用于根据所述环境气象数据中的空气温度计算饱和水汽压；

第二计算单元，用于根据饱和水汽压以及所述环境气象数据中的空气温度和空气湿度，计算实时空气密度；

第三计算单元，用于根据所述环境气象数据中的空气温度和空气湿度，计算大气凝露点温度；

第四计算单元，用于根据所述环境气象数据绘制等高线。可选的，所述第X计算单元，用于：

获取海拔高度与环境气象数据之间的对应关系；

根据同一海拔高度下的多组环境气象数据，获得与所述风电场中的风力发电机组运行相关的多个环境控制参数；

将所述海拔高度和与所述海拔高度对应的多个环境控制参数进行拟合，以绘制出等高线图，每条等高线上包含相同的海拔高度下、与风力发电机组运行相关的多个环境控制参数。

可选的，所述与所述风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数，包括如下中的至少一种：

第一环境控制参数，用于判断是否提高所述风力发电机组的发电功率；

第二环境控制参数，用于判断是否开启或关闭所述风力发电机组的叶片除冰设备；

第三环境控制参数，用于判断是否开启或关闭所述风力发电机组中包括的电机的加热驱潮设备；所述电机包括如下中的至少一个：发电机、变桨电机、偏航电机、提升电机、电梯电机；

第四环境控制参数，用于判断是否降低所述风力发电机组中的发电机的容量；

第五环境控制参数，用于判断是否启动或并闭所述风力发电机组的叶片的前缘保护装置；

第六环境控制参数，用于判断是否启动或关闭所述风力发电机组的塔筒内的驱潮设备；

第七环境控制参数，用于判断是否控制所述风力发电机组进行微风转动，以减少轴承组件表面的假性布氏压痕，所述轴承组件包括发电机主轴承、变桨轴承或偏航轴承；

第八环境控制参数，用于判断是否释放或回收所述风力发电机组的叶片的无人机视频巡检装置，所述无人机视频巡检装置用于对叶片的表面的老化或开裂状态进行图像或视频采集。

可选的，所述可运动的环境数据处理设备包括：可直接或间接地在地面上移动的环境数据处理设备，和/或，可在空中飞行的或滑行的环境数据处理设备。

可选的，所述可直接在地面上移动的环境数据处理设备，包括：环境数据处理设备本体，以及搭载并驱动所述环境数据处理设备本体进行移动的陆地交通运输工具；

所述可间接地在地面上移动的环境数据处理设备，包括：铺设在风电场的地面上的轨道，能够在所述轨道上移动的驱动载具，以及安装于所述驱动载具上的环境数据处理设备本体；

所述可在空中飞行的环境数据处理设备，包括：飞行器，以及安装于所述飞行器上的环境数据处理设备本体；

所述可在空中滑行的环境数据处理设备，包括：索道系统，以及搭载于所述索道系统上的环境数据处理设备本体。

可选的，所述可运动的环境数据处理设备采用无线通信方式与多个风力发电机组之间同时进行通信；或者，所述可运动的环境数据处理设备采用有线通信方式或者无线通信方式与单个风力发电机组进行通信；所述的有线通信方式包括有线局域网或有线数据传输线，所述的无线通信方式包括无线局域网，或者，3G/4G/5G/6G移动无线通信网络，或者，EnOcean无线通信标准，或者Zigbee，或者Z-Wave，或者蓝牙。

可选的，所述风力发电机组包括主控制器和自身运行状态采集器，所述主控制器根据所述环境控制参数和本风力发电机组的自身运行状态数据，对本风力发电机组的运行状态进行调节控制；和/或，所述可运动的环境数据处理设备通过蓄电池或光伏发电装置供电。

第二方面，本发明实施例提供了一种风电场的控制系统，包括：

一台或多台可运动的环境数据采集设备，用于采集风电场当前的环境气象数据，并发送所述环境气象数据至多个风力发电机组；

多个风力发电机组，与所述可运动的环境数据采集设备通信连接，每个风力发电机组用于获取所述可运动的环境数据采集设备发送的环境气象数据，根据所述环境气象数据获得与本风力发电机组运行相关的环境控制参数，并根据所述环境控制参数控制本风力发电机组的运行状态。

可选的，所述每个风力发电机组通过内置的或外置的处理器获得与本风力发电机组运行相关的环境控制参数。

本发明实施例提供的风电场的控制系统，通过环境数据处理设备实时采集风电场当前的环境气象数据，并根据当前的环境气象数据得到与风力发电机组运行相关的环境控制参数，通过环境控制参数发送给风电场中的风力发电机组，控制各个风力发电机组根据接收到的环境控制参数调整运行状态，提高控制效率。

附图说明

通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：

图1是本发明实施例的风电场的控制系统的系统结构示意图；

图2是本发明实施例的环境数据处理设备在风电场中安装的示意图；

图3是本发明实施例的风电场的控制系统中的环境数据处理设备的结构示意图；

图4是本发明另一实施例的风电场的控制系统的环境数据处理设备的结构示意图；

图5是本发明又一实施例的风电场的控制系统的环境数据处理设备的结构示意图；

图6是本发明实施例的风电场的控制系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是本发明实施例的风电场的控制系统的系统结构示意图。

如图1所示，风电场的控制系统100包括：

一个或多个可运动的环境数据处理设备101，用于采集风电场当前的环境气象数据，并根据该环境气象数据计算与该风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数；

多个风力发电机组102，与该可运动的环境数据处理设备101通信连接，用于获取环境控制参数，并根据环境控制参数控制本风力发电机组102的运行状态。

本实施例中的环境数据处理设备101，可以实时采集风电场当前的环境气象数据，这里的环境气象数据包括但不限于：空气温度、空气湿度、风速、风向、大气压力、降尘量、降雨量、降雪量、太阳辐照强度中的一种或多种，具体的采集方式可以通过多个不同类型的传感器采集得到。通过环境数据处理设备101采集的上述多种环境气象数据，有些无法直接控制风力发电机组运行，因此，环境数据处理设备101还需要将采集到的环境气象数据进行计算处理，得到与风力发电机组运行相关的环境控制参数。这里的环境控制参数可以为与风力发电机组最优功率曲线相关的空气密度，也可以为与判断风力发电机组的叶片是否会发生结冰的结冰点温度，还可以为与判断是否开启风力发电机组的发电机加热驱潮设备相关的大气凝露点温度等，但不限于此。考虑到环境因素对风力发电机组运行状态的影响，为了使风力发电机组始终工作在最佳运行状态下，可以根据风力发电机组的实际运行状况获取与其运行状态相关的环境控制参数。

示例性的，所述与所述风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数，包括：

与提升风力发电机组的发电功率相关联的环境控制参数；或者，

与风力发电机组的零部件的安全防护相关联的环境控制参数；或者，

与降低风力发电机组的零部件的能量消耗相关联的环境控制参数。

作为可选的实施例，与风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数，可以包括：

与提升风力发电机组的发电功率相关联的环境控制参数，例如实时空气密度等；或者，与风力发电机组的零部件的安全防护相关联的环境控制参数，例如大气凝露点温度、降雨量等；或者，与降低风力发电机组的零部件的能量消耗相关联的环境控制参数，例如空气温度、空气湿度、大气压力等。

可选地，与风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数，包括如下中的至少一种：

第一环境控制参数，用于判断是否提高风力发电机组的发电功率；

第一环境控制参数可以为判断是否提高风力发电机组的发电功率，比如与发电功率相关的空气密度，现有的风力发电机组中，无法实时获得空气密度，所以采用当前的环境气象数据计算实时空气密度对应的发电功率参数比仅仅利用现有的风力发电机组预置的参数计算的空气密度更实时，更精确，有利于提升风力发电机组的发电量。

作为可选的实施例，还可以包括第一环境控制参数的第一衍生控制参数，用于作为风力发电机组的发电功率的提升量的判断依据；

作为可选的实施例，还可以包括第一环境控制参数的第二衍生控制参数，其用于指示该风力发电机组的发电功率处于被提升状态所维持或持续的时间长度；

作为可选的实施例，还可以包括第一环境控制参数的第三衍生控制参数，其用于指示该风力发电机组是否启动超发工作模式，在该超发工作模式下，该风力发电机组的发电功率超过其额定发电功率，例如超过10％-20％。

第二环境控制参数，用于判断是否开启或关闭风力发电机组的叶片除冰设备；

作为可选的实施例，还可以包括该第二环境控制参数的第一衍生控制参数，其与该叶片除冰设备的如下控制参数中的至少一个相关联：工作时间长度、加热功率值、加热模式(如恒温加热或变温加热或脉冲式加热或温度交变式加热等)。

第二环境控制参数可以为判断是否开启或关闭风力发电机组的叶片除冰设备的大气凝露点温度。

第三环境控制参数，用于判断是否开启或关闭风力发电机组中包括的电机的加热驱潮设备；电机包括如下中的至少一个：发电机、变桨电机、偏航电机、提升电机、电梯电机；

第三环境控制参数可以为判断是否开启或关闭风力发电机组中包括的电机的加热驱潮设备的环境控制参数，而大气凝露点温度可以为判断是否开启或者关闭电机的加热驱潮设备的环境控制参数。

第四环境控制参数，用于判断是否降低风力发电机组中的发电机的容量；作为可选的实施例，还可以包括第四环境控制参数的衍生控制参数，其与如下中的至少一个相关联：发电机的容量降低幅度、降容运行时间长度、降容运行模式(恒定容量运行模式、阶梯式降容运行模式、线性降容运行模式、按多次函数曲线降容运行模式等)。

第四环境控制参数可以为判断是否降低风力发电机组中的发电机的容量的日平均空气温度、月平均空气温度、实时大气压力。

第五环境控制参数，用于判断是否启动或并闭风力发电机组的叶片的前缘保护装置；

第五环境控制参数可以为判断是否启动或并闭风力发电机组的叶片的前缘保护装置的降雨量，降雨量的多少决定了对叶片前缘的破坏力，当降雨量超过一定数值时，需要开启叶片前缘保护装置；对于正在运行中的叶片前缘保护装置，也需要实时检测判断当前的降雨量，当当前的降雨量低于一定数值时，控制风力发电机组关闭叶片前缘保护装置，可以有效的是减小雨水对叶片的前缘的破坏力，起到保护叶片前缘的作用。

第六环境控制参数，用于判断是否启动或关闭风力发电机组的塔筒内的驱潮设备；

第六环境控制参数可以为判断启动或关闭风力发电机组的塔筒内的驱潮设备的环境控制参数，该环境控制参数与判断启动或关闭风力发电机组的塔筒内的驱潮设备有关的大气凝露点温度与需要被烘潮部件或者设备的温度，当该部件或者设备的温度低于大气凝露点温度时，则需要开启烘潮。

第七环境控制参数，用于判断是否控制风力发电机组进行微风转动，以减少轴承组件表面的假性布氏压痕，轴承组件包括发电机主轴承、变桨轴承或偏航轴承；

第七环境控制参数可以为判断是否控制风力发电机组进行微风转动的大气凝露点温度，以变桨轴承为例，通过将大气凝露点温度与变桨轴承的温度进行比较，当大气凝露点温度高于变桨轴承的温度时，说明变桨轴承内部容易形容凝露，为了防止风力发电机组内部积水，此时需要开启微风转动的运行模式，防止进一步形成凝露，保护风力发电机组。此方法同样适用于发电机主轴承和偏航轴承。

第八环境控制参数，用于判断是否释放或回收风力发电机组的叶片的无人机视频巡检装置，无人机视频巡检装置用于对叶片表面的老化或开裂状态进行图像或视频采集。

第八环境控制参数可以为判断是否释放或回收风力发电机组的叶片的无人机视频巡检装置的太阳辐射强度、风速或者风压，无人机在巡检时，当前的风速会对无人机的工作产生影响，在风速过大时，无人机无法按照预设航线进行视频巡检，会影响图像或视频采集的效果，而太阳辐照强度会影响到风力发电机组的叶片的状态，当太阳辐照强度过高时，叶片的表面会加速老化或者开裂，所以当太阳辐照强度过高时，释放无人机视频巡检装置，对叶片的表面的状态进行图像或视频采集，用于后续判断叶片表面的老化或开裂状态。

示例性的，本发明实施例中的环境数据处理设备101可以为微型气象站，微型气象站可以实时采集风电场当前的环境气象数据，微型气象站可以安装在风电场的中央监控室内，也可以安装在能够表征该风电场局域微型气象条件的地点，例如在整个风电场的海拔最高点、海拔最低点或者风电场的中心位置。图2仅为风电场中环境数据处理设备101的安装示意图，如图2所示，图中A、B、C、D为风电场不同位置处，其中D为风电场的中心点，B为整个风电场的海拔最低点，C为整个风电场的海拔最高点，为了得到更精确的环境气象数据，还可以在风电场的各个方向上设置微型气象站，A点为不同于B、C、D的点，且A点在风电场的西南方位上(图2中以正上方为正北方向)，一个风电场中可以安装一台或多台微型气象站，也可以在每个风力发电机组中均安装一台微型气象站，本发明的实施例不对微型气象站的安装位置和数量做限定。

示例性的，为了更加准确的采集风电场当前的或实时的环境气象数据，具体到风电场中各个风力发电机组的环境气象数据，本发明实施例中的环境数据处理设备101还可以在无人机上设置微型气象站，形成移动式微型气象站，实时地采集风电场当前的环境气象数据。作为举例，可设置成直接或间接地在地面上移动的环境数据处理设备101，和/或，可在空中飞行的或滑行的环境数据处理设备101。其中，可直接在地面上移动的环境数据处理设备101，包括：环境数据处理设备101本体，以及搭载并驱动该环境数据处理设备101本体进行移动的陆地交通运输工具；可间接地在地面上移动的环境数据处理设备101，包括：铺设在风电场的地面上的轨道，能够在轨道上移动的驱动载具，以及安装于驱动载具上的环境数据处理设备101本体。

作为可选的实施例，还可以进一步在环境数据处理设备101本体上设置升降机构，以将该环境数据处理设备101本体提升至期望的或合适的测量高度，进行综合性的风电场环境气象测量作业，在测量结束时，可通过该升降机构降落回收。该升降机构可采用伸缩杆，液压升降装置，或电动升降装置等。可在空中飞行的环境数据处理设备101，包括：飞行器，例如无人飞行器，以及安装于飞行器上的环境数据处理设备101本体；可在空中滑行的环境数据处理设备101，包括：索道系统，以及搭载于索道系统上的环境数据处理设备101本体。可选地，该微型气象站可以在风电场的范围按预设的路线自动进行地面或空中往复巡逻测量作业。作为可选的实施例，环境数据处理设备101本体的至少一个外表面或外壳上可设置有吸附固定机构，以将该环境数据处理设备101本体吸附固定到驱动载具、陆地交通运输工具、升降机构、飞行器、索道系统的缆车、或者风力发电机组的塔筒、机舱上。吸附固定机构可以是可拆卸的吸附固定机构，例如磁吸附装置(如永磁体吸附装置或电磁铁吸附装置)、真空吸盘式吸附装置等。通过该可拆卸的吸附固定机构，可以灵活改变其吸附位置，实现在风电场中的移动。

可运动的环境数据处理设备101的结构示意图，如图3所示，还可进一步包括：

环境数据采集模块301，用于周期性地或者实时地采,风电场当前的环境气象数据，并将环境气象数据进行预处理；

控制器302，其包括：环境参数计算模块3021，用于根据预处理后的环境气象数据计算与风力发电机组运行相关的环境控制参数；以及，环境参数发送控制模块3022，用于对环境控制参数的发送属性进行控制；

环境参数发送执行模块303，用于将环境控制参数发送至风电场中至少一个风力发电机组。

环境数据采集模块301，用于周期性地采集风电场当前的环境气象数据，并将环境气象数据进行预处理；

在风力发电机组的实际运行过程中，为了节省能耗，不需要时刻进行运行状态的调整的，所以在环境数据处理设备101采集风电场当前的环境气象数据时，可以按照预设周期进行周期性地采集风电场当前的环境气象数据，例如10个小时采集一次或者24个小时采集一次，具体的采集周期可以根据风力发电机组的实际运行状态进行设置和调整，在进行周期性采集环境气象数据时，环境数据处理设备101可以不用一直处于工作状态，可以减少环境数据处理设备101的能耗。

环境数据处理设备101采集的环境气象数据包括但不限于：大气压力、湿度、空气温度、风速、风向、降尘量、降雨量、降雪量、太阳辐照强度、饱和水汽压等。其中，有些数据是与风力发电机组的运行状态不相关的环境气象数据，环境数据采集模块301需要将这些不相关的数据进行预处理。预处理的方法可以为剔除明显异常的数据，比如在一组数据中明显过大或者过小的数据；还可以为将环境气象数据中相同气象参量的不同数值进行归一化处理，消除量纲，便于环境数据处理设备101后续进行环境控制参数的计算。环境数据采集模块301存储经过预处理后的、比如经过剔除异常数据后的环境气象数据，可以减少占用环境数据处理设备101内存。

控制器302，其包括：环境参数计算模块3021，用于根据预处理后的环境气象数据计算与风力发电机组运行相关的环境控制参数；以及，环境参数发送控制模块3022，用于对环境控制参数的发送属性进行控制；

环境参数计算模块3021，用于根据预处理后的环境气象数据计算与风力发电机组运行相关的环境控制参数；

环境参数发送控制模块3022，用于对环境控制参数的发送属性进行控制，可以从预处理后的环境气象数据中选取与风力发电机组运行相关的环境控制参数，比如从环境气象数据中选取空气温度、空气湿度、饱和水汽压、海拔高度等发送给风力发电机组。

环境控制参数的发送属性包括如下中的一个或多个的组合：

发送的区域范围，其指示向距离环境数据处理设备一定范围(服务区域)内的至少一个风力发电机组进行发送，发送的区域范围包括：发送半径，其与一个圆形或圆环形(此时发送半径会有两个或两个以上)的平面区域覆盖的范围相对应，或者，在服务区域对应的平面范围内并且与该环境数据处理设备101的海拔高度差在合理的或可信的竖直范围所对应的立体发送区域；或者，发送坐标集合，其包括由多个地理坐标构成的坐标集合，其限定了发送区域覆盖的范围，处于该范围内的机组属于目标接收端，例如由多个带有经度、纬度的坐标端点围成的一个发送区域；在这种情况下，发送区域不一定是圆形或圆环形，也可以是方形、三角形或者其他不规则的区域形状。

发送的对象特征，其包括发送对象数量，其用于指示将要发送至的风力发电机组的数量，包括所有风力发电机组或者部分风力发电机组的数量；或者用于表征待发送的风力发电机组的主控制器的数量；或者，

发送的对象特征包括发送对象数量和发送对象状态的组合。其用于表征环境控制参数将被发送至的处于运行状态的风力发电机组的数量，排除处于停机状态的、故障维修状态的、建设(吊装)状态的、系统升级状态、试运行的样机状态的这些异常的或者不期望参与本发明实施例的环境控制操作的风力发电机组；或者，

发送的对象特征包括：发送对象数量和发送对象的额定容量的组合。其用于代表是否将环境控制参数或指令或信号或数据包发送至具有相同发电容量或规格的风力发电机组，例如发送给同为1MW、1.5MW、2MW、2.5MW、3MW、5MW、6MW、8MW、10MW的风力发电机组；或者，在发送时，不区分或考虑风力发电机组的额定容量；或者，

发送的对象特征包括发送对象数量、发送对象状态和发送对象额定容量的组合。

发送的参数范围，其指示选择性地将获得的多个环境控制参数中的全部，或者部分进行发送；和/或，指示发送环境控制参数本身或者一并发送该环境控制参数的相应的至少一个衍生参数。

发送的增量条件，其用于判断将要发送的环境控制参数的变化量是否大于阈值，大于则满足发送的增量条件，发送该环境控制参数，反之，不发送环境控制参数。阈值及增量条件的设定目的包括：为了减少将变化差异较小的环境控制参数重复发送，或者减少不必要的发送以节省功率消耗。

发送的数据协议，其是指被发送的环境控制参数本身是符合何种数据格式或数据协议，判断是否需要进行协议转换处理，以确定发送第一协议的环境控制参数或者第二协议的环境控制参数。

发送的数据封包内容，其指示对待发送的环境控制参数进行统一时间轴处理和进行关联的存储后打包进行发送，或者不进行打包，分别进行发送。

环境参数发送执行模块303，用于将环境控制参数发送至风电场中的至少部分(例如部分区域内的，或者符合预设的约束条件的)风力发电机组或全部的风力发电机组。

可选地，环境参数计算模块3021，具体包括如下单元中的一个或多个：

第一计算单元，用于根据环境气象数据中的空气温度计算饱和水汽压；

第二计算单元，用于根据饱和水汽压和环境气象数据中的空气温度、空气湿度和饱和水汽压，计算实时空气密度；

在一个示例性实施例中，环境数据处理设备101可以用于根据饱和水汽压和环境气象数据中的空气温度、空气湿度，计算实时空气密度，其中，饱和水汽压可以由第一计算单元计算得到，实时空气密度为与风力发电机组运行相关的环境控制参数。实时空气密度是影响风力发电机组最优功率曲线的环境控制参数，当环境数据处理设备101根据采集到的环境气象数据计算实时空气密度时，将实时空气密度发送给一个或多个风力发电机组，上述风力发电机组根据接收到的实时空气密度进行运行状态的调整。

实时空气密度的一种可行的计算公式如下：

其中，ρ为环境数据处理设备101计算得出的实时空气密度，单位为kg/m³；P为大气压力，单位为kPa，可以通过环境数据处理设备实时测量获得；绝对温度T＝273K+t，单位K，t为空气温度，可以通过环境数据处理设备101实时测量获得，T可以由环境数据处理设备计算得出；Φ为相对空气湿度，可以通过环境数据处理设备实时测量获得；E为饱和水汽压，可以依据泰登(Tetens)公式得到，但不限于此：

E＝6.122*exp(17.67t/(t+243.5)) (公式2)

在一个实施例中，环境数据处理设备101可以将计算得到的实时空气密度通过MODBUS TCP协议传输给中控协议转换器，中控协议转换器将实时空气密度发送给网络交换机，网络交换机将实时空气密度发送给风电场中的一个或多个风力发电机组，各个风力发电机组根据实时空气密度调整各自的运行状态。

风力发电机组将风能转化成电能的转换效率用风能利用系数用Cp表示，风力发电机组获取的主轴功率的表达式如下：

P＝0.5*ρ*S*V³*Cp (公式3)

其中，ρ为实时空气密度，单位为kg/m³；P为风力发电机组实际获得的主轴功率，单位为W；S为叶轮的扫风面积，单位为平方米；V为实际风速，单位为m/s。

由上述公式可知，在Cp一定的情况下，ρ越大，获取的主轴功率越大；又有：

T＝P/ω (公式4)

其中，ω为主轴角速度，T为主轴的机械转矩。

风力发电机组的主控制器根据(公式3)计算风力发电机组的理论功率，得出主轴角速度，通过风能利用系数折算出叶尖速比，从而确定最佳桨距角，实施变桨动作控制风力发电机组最佳出力。在该控制策略中，空气密度的准确性决定了理论功率的准确性，也即是决定了控制策略中的最初的输入给定的准确性，本发明实施例中通过实时环境气象数据，考虑了实时大气压、空气湿度、饱和水汽压的影响，从而计算出的实时空气密度精确度优于现有的以温度、海拔高度为参数计算基础的空气密度，优化了风力发电机组功率控制，使得风力发电机组工作在最佳运行状态。

第三计算单元，用于根据环境气象数据中的空气温度和空气湿度，计算大气凝露点温度；

由于风力发电机组所处的环境具有多样性，在不同的环境下，对风力发电机组产生影响的环境因素也有所不同，例如，针对海上及内陆沿海，潮湿区域的风力发电机组，风力发电机组都配有驱潮加热带，大型风力发电机组的驱潮加热带功率可高达十几到几十个千瓦，驱潮加热带是为了防止风力发电机定子线圈发生凝露吸湿，使得风力发电机绝缘降低，现有的风力发电机组的驱潮控制逻辑比较简单，在风力发电机组并网发电状态时，关闭加热驱潮，当风力发电机组停机切出电网时，开启加热驱潮。

在一个示例性实施例中，第三计算单元可以用于根据环境气象数据中的空气温度和空气湿度，计算大气凝露点温度，具体的方式可以为利用焓湿图确定该空气温度和空气湿度下的大气凝露点温度，还可以通过马格拉斯公式计算大气凝露点温度，具体的计算大气凝露点温度的方式为现有技术，在此不再赘述。

在向风力发电机组发送第三计算单元计算得到的大气凝露点温度之前，环境参数发送控制模块3022首先判断各个风力发电机组是否处于并网发电状态，将不处于并网发电状态的风力发电机组确定为待发送的风力发电机组，并由环境参数发送执行模块303发送大气凝露点温度这一环境控制参数，以对一个风力发电机组的控制过程为例，下面将详细阐述如何根据第三计算单元计算得到的大气凝露点温度进行风力发电机组的控制的。

环境参数发送执行模块303将大气凝露点温度发送给一台不处于并网发电状态的风力发电机组的主控制器，该风力发电机组的主控制器接收大气凝露点温度，并采集当前风力发电机定子在预设时间内的温度，预设时间不做限制，例如可以为5分钟，计算5分钟内定子的平均温度。比较大气凝露点温度与平均温度的大小，当风力发电机定子的平均温度小于等于大气凝露点温度时，该风力发电机组的主控制器控制自身开启发电机的加热驱潮装置或功能，当风力发电机定子的平均温度大于大气凝露点温度时，该风力发电机组不开启发电机的加热驱潮装置或功能，保持原有的运行状态。

在另一个示例性实施例中，在东北湿度较大的区域，在湖北、安徽、贵州等中南部地区，在冬季容易发生叶片覆冰问题，叶片覆冰后将会严重影响叶片空气动力学性能，更为严重的会导致风力发电机组在运转过程中覆冰脱落，带来人身伤害。但由于现有的监测叶片是否结冰的方法不容易实施，并且在监测时需要花费较大的成本，因此根据本发明实施例提供的风力发电机组的控制系统可以有效防止叶片结冰。

环境参数发送执行模块303将计算得到的大气凝露点温度和当前的空气温度发送给风电场一个或多个风力发电机组的主控制器，各个风力发电机组的主控制器接收大气凝露点温度和当前的空气温度，根据大气凝露点温度和当前的空气温度进行运行状态的调整。

风力发电机组接收环境参数发送执行模块303发送的大气凝露点温度和当前的空气温度，这里考虑一个风电场中的所有风力发电机组的空气温度都近似相同，首先判断当前的空气温度是否小于等于0摄氏度，当当前的空气温度小于等于0摄氏度时，将大气凝露点温度发送给各个风力发电机组，各个风力发电机组的主控制器接收大气凝露点温度，并采集自身各个叶片的温度，采集的方式可以通过在每支叶片上安装温度传感器，通过温度传感器采集所对应的叶片当前的温度，可以采集5分钟内的温度值，计算每支叶片在5分钟内的平均温度，比较每支叶片的平均温度与大气凝露点温度的大小，当三支叶片中有任意一支叶片的平均温度小于或等于大气凝露点温度时，该风力发电机组的主控制器控制自身开启叶片加热功能，叶片加热的方式可以通过在轮毂中安装叶片加热除冰柜实现，或者在叶片内部设置有电加热带、电加热丝。

第四计算单元，用于根据环境气象数据绘制等高线。

示例性的，第四计算单元，用于：

获取海拔高度与环境气象数据之间的对应关系；

根据同一海拔高度下的多组环境气象数据，获得与风电场中的风力发电机组运行相关的多个环境控制参数；

将海拔高度和与海拔高度对应的多个环境控制参数进行拟合，以绘制出等高线图，每条等高线上包含相同的海拔高度下、与风力发电机组运行相关的多个环境控制参数。

在一个示例性实施例中，第四计算单元可以用于根据环境气象数据中的海拔高度和除海拔高度以外的其他环境气象数据绘制等高线，其中，等高线上包含与风力发电机组运行相关的环境控制参数。第四计算单元获取海拔高度与环境气象数据之间的对应关系，在不同的海拔高度下，采集的环境气象数据是不同的，将采集到的不同海拔高度下的环境气象数据和与之对应的海拔高度对应，建立同一海拔高度下的对应关系；同时，采集同一海拔高度下的多组环境气象数据，通过上述各个计算单元计算与风电场中的风力发电机组运行相关的多个环境控制参数，将海拔高度和与海拔高度对应的多个环境控制参数进行拟合，例如根据空气温度、空气湿度、降雨量等分别计算风力发电机组运行状态相关的饱和水汽压值、实时空气密度、大气凝露点温度等，将实时空气密度、大气凝露点温度等分别与海拔高度进行拟合以绘制出等高线图，每条等高线上包含相同的海拔高度下、与风力发电机组运行相关的多个环境控制参数。具体拟合等高线的方法可以为最小二乘法等。

在一个示例性实施例中，第四计算单元将绘制出的等高线以图像方式存储，将等高线图像发送给风电场中处于相同海拔高度的风力发电机组的主控制器或者，通过无线通信网络直接将等高线图像进行发送，各个风力发电机组的主控制器接收等高线图像，并根据等高线图像中对应的环境控制参数进行各自运行状态的调整。

在本实施例中，在一个风电场中，环境数据处理设备101可以有多个，分别设置在风电场中的不同位置，每个位置表征不同的海拔高度，在不同海拔高度下的环境数据处理设备101得到的等高线表征不同海拔高度下的环境控制参数，利用等高线进行风力发电机组的控制，尤其适用于位于山地地区的风电场，充分考虑了的不同海拔高度下环境气象数据的差异性，提高了风力发电机组的控制精度。

可选的，环境参数发送控制模块3022还用于：计算本测量周期内获得的风电场环境气象数据和前一测量周期内获得的风电场环境气象数据之间的变化量，当变化量大于或等于预设的变化量阈值时，控制环境参数发送执行模块303将本测量周期内获得的风电场环境气象数据向目标风力发电机组进行发送。

作为可选的实施例，判断本测量周期内获得的风电场环境气象数据和前一测量周期内获得的风电场环境气象数据之间的变化量，当该变化量大于预设的变化量阈值时，环境参数发送控制模块3022将该本测量周期内获得的风电场环境气象数据向目标风力发电机组进行发送。这主要是为了避免频繁对风力发电机组进行控制操作，只有在有必要的情况下，才发送环境控制参数。另外，如果获得的测量数据相对于前一周期的测量数据没有变化，或变化过于微小，再没有必要进行运算及发送操作，以节省电量，减轻处理器的负荷。

可选的，环境参数发送执行模块303，还可以用于将环境控制参数发送至中控协议转换器，并经该中控协议转换器将符合第一协议的环境控制参数进行协议转处理，获得符合第二协议的环境控制参数，第二协议的环境控制参数能够被风力发电机组识别，然后将该符合第二协议的环境控制参数通过数据传输网络传送给风电场中的至少部分或全部的风力发电机组。该数据传输网络可以是有线局域网络，例如利用风电场中的已有数据通信线路，包括交换机及与其连接的有线通信线路等；或者是无线通信网络。可选地，中控协议转换器的功能可以内置于或集成于环境参数计算模块3021中，从而省去该中控协议转换器。又可选地，该中控协议转换器的功能也可以内置于或集成于相应的风力发电机组中，也即风力发电机组具备相应的协议转换功能。

作为可选的实施例，如图4所示，可运动的环境数据处理设备101还可进一步包括：

定位模块304，用于确定自身所处的在风电场中的实时地理位置；

环境参数发送执行模块303，还用于根据环境参数发送控制模块3022的控制指令，向以可运动的环境数据处理设备101当前的实时地理位置为中心的、发送半径为预设半径的圆形区域内的多个风力发电机组发送环境控制参数；预设半径小于或等于所述风电场的折算半径的一半。

定位模块304，用于确定自身所处的在风电场中的实时地理位置，可选地，该定位模块304可采用如下中的至少一种：GPS全球卫星定位系统、北斗卫星定位系统、伽利略卫星导航定位系统(Galileo satellite navigation system)、格洛纳斯GLONASS全球卫星导航系统(GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM)。定位模块304可通过上述系统中的一种获取可运动的环境数据处理设备101的实时地理位置，该实时地理位置可以表征当前风电场的地理位置信息，也可以表征当前风电场中的任意一个风力发电机组的地理位置信息，获取不同位置的实时地理位置可以得到风电场不同位置处的环境气象数据，不同位置处的环境气象数据略有差异，根据不同位置处的环境气象数据有利于更精确的控制风力发电机组调整到最佳运行状态，同时，获取实时地理位置还可以进一步确定环境数据处理设备101发送环境控制参数的区域。

环境参数发送执行模块303中的环境参数发送控制模块3022，用于根据定位模块304确定的实时地理位置，向以可运动的环境数据处理设备101当前的实时地理位置为中心的、发送半径为预设半径的圆形区域内的多个风力发电机组发送环境控制参数；其中，预设半径小于或等于风电场的折算半径的一半。

根据定位模块304获取的实时地理位置，环境参数发送控制模块3022将以可运动的环境数据处理设备101为中心、发送半径为预设半径的圆形区域内的多个风力发电机组发送环境控制参数，为了进一步提高风力发电机组的控制精度，环境数据处理设备101只针对预设服务区域的风力发电机组进行控制，预设服务区域可以为以当前环境数据处理设备101为中心、半径为预设半径的圆形区域(例如500m)范围内的风力发电机组发送环境控制参数。

作为可选的实施例，该可运动的环境数据处理设备101还可进一步包括：系数修正模块，用于获得环境数据处理设备自身的第一海拨高度和在该服务区域内的任意一个风力发电机组的第二海拨高度，计算该第一海拨高度和第二海拨高度之间的高度差，并且根据该高度差生成修正系数，再根据该修正系数和该环境控制参数，获得修正后的环境控制参数。该区域发送模块，还可用于将多个修正后的环境控制参数分别地发送给在该服务区域内的相应的多个风力发电机组，以实现差异化控制、精确化控制。

作为可选的实施例，当一个或多个风力发电机组处于至少两个环境数据处理设备101的重叠服务区域内时，在该重叠服务区域内的风力发电机组102将接收到至少来自于两个不同的环境数据处理设备101发送的环境控制参数。这时，在该重叠服务区域内的风力发电机组102对接收到的多个环境控制参数进行处理，形成优化后的环境控制参数，以进一步提高对风力发电机组的控制精度。

作为举例，在该重叠服务区域内的风力发电机组102对接收到的多个环境控制参数进行加权平均处理。在该重叠服务区域内的风力发电机组102在接收到的多个环境控制参数后，根据风力发电机组102本身与多个环境数据处理设备101之间的多个水平方向的距离和/或多个竖直方向的距离，生成加权平均系数，距离越近则加权平均系数越高。

作为可选的实施例，环境数据处理设备101还可包括：数据覆盖模块，用于在该环境数据处理设备101的存储器已满或空闲空间接近预设的报警阈值时，进行数据覆盖操作，以新的数据覆盖该存储器中旧的测量数据。

该可运动的环境数据处理设备101具体可以采用无线通信方式与多个风力发电机组102之间同时进行通信；也可以采用有线通信方式或者无线通信方式与单个风力发电机组102进行通信，其中，有线通信方式包括有线局域网或有线数据传输线，其中，无线通信方式包括无线局域网，或者，3G/4G/5G/6G移动无线通信网络，或者，EnOcean无线通信标准，或者Zigbee，或者Z-Wave，或者蓝牙。

作为可选的实施例，环境数据处理设备的控制器还可以用于：根据上述的多个环境控制参数，生成适用于风力发电机组的多种与环境气象相关联的运行模式，将该运行模式发送给相应的风力发电机组来执行。其包括如下中的至少一种或几种的组合：小雨运行模式、大雨运行模式、中雨运行模式、暴雨运行模式、低温运行模式、高温运行模式、浓雾运行模式、阵风/强风运行模式、低气压运行模式、高气压运行模式、抗沙尘运行模式、酸雨运行模式、冰雹运行模式等。每种风力发电机组的运行模式与预设的条件相匹配，该预设的条件与多个环境控制参数相关联。以其中的四种运行模式为例进行简要说明。风力发电机组的设计参数出于安全的考虑，一般是按照最严苛的条件设计，以保证风力发电机组的安全余量，当当前环境的大气压力低于设计大气压10％时，为了保护发电机的绝缘，风力发电机组进入到低气压运行模式，开启降容发电模式，发电机的容量降低10％；当当前的空气温度低于设计范围的温度10摄氏度时，风力发电机组进入到低温运行模式，开启变额定功率控制模式，风力发电机组的额定功率提升10％；当当前的空气温度超出设计范围的温度10摄氏度时，风力发电机组进入到高温运行模式、风力发电机组将进入变额定功率控制模式，风力发电机组额定功率降低50％；当发生暴雨时，风力发电机组进入暴雨运行模式，开启保护发电模式，降低发电功率50％，降低转速，保护叶片前缘避免雨蚀。

本实施例中提供的风电场的控制系统，通过环境数据处理设备实时采集风电场当前的环境气象数据，并根据当前的环境气象数据得到与风力发电机组运行相关的环境控制参数，通过环境控制参数发送给风电场中的风力发电机组，控制各个风力发电机组根据接收到的环境控制参数调整运行状态，提高控制效率。

示例性的，风力发电机组包括主控制器和自身运行状态采集器，主控制器根据环境控制参数和本风力发电机组的自身运行状态数据，对本风力发电机组的运行状态进行调节控制；和/或，环境数据处理设备101通过蓄电池或光伏发电装置供电。

风力发电机组包括主控制器和自身运行状态采集器。主控制器在接收到环境控制参数时，为了进一步提高风力发电机组的控制效率，通过自身运行状态采集器获取自身的运行状态数据，根据自身的运行状态数据判断是否处于并网发电状态、是否在最大功率输出状态、是否处于加热驱潮开启状态、是否处于叶片加热除冰状态等。

风力发电机组的主控制器根据获取确定的运行状态进一步确定可以用于控制自身运行状态相应的环境控制参数，例如如果是不在最大功率输出状态的风力发电机组，从接收到的环境控制参数中选取与控制最大功率输出的相关的实时空气密度。

可运动的环境数据处理设备101可以通过蓄电池或光伏发电装置供电。

本发明实施例还提供了一种风电场的控制系统，包括：

一台或多台可运动的环境数据采集设备，用于采集风电场当前的环境气象数据，并发送环境气象数据至多个风力发电机组；

多个风力发电机组，与可运动的环境数据采集设备通信连接，用于获取可运动的环境数据采集设备发送的环境气象数据，根据环境气象数据获得与风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数，并根据环境控制参数控制本风力发电机组的运行状态。

作为可选的实施例，针对每个风力发电机组，具体用于通过内置于或外置于本身的处理器获得与风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数。该内置于或外置于每个风力发电机组中的处理器和上述环境参数计算模块3021处理环境气象数据的方法相同。

本发明实施例提供的风电场的控制系统，通过环境数据处理设备实时采集风电场当前的环境气象数据，发送给多个风力发电机组，每个风力发电机组根据当前的环境气象数据得到与风力发电机组运行相关的环境控制参数，利用环境控制参数控制自身调整运行状态，提高了控制效率。

需要说明的是，上述各实施例的装置可作为上述各实施例的用于各实施例的方法中的执行主体，可以实现各个方法中的相应流程，实现相同的技术效果，为了简洁，此方面内容不再赘述。

以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分的方法。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (14)

1.一种风电场的控制系统，其特征在于，包括：

一个或多个可运动的环境数据处理设备，用于采集风电场当前的环境气象数据，并根据所述环境气象数据获得与所述风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数；

多个风力发电机组，与所述可运动的环境数据处理设备通信连接，用于获取所述环境控制参数，并根据所述环境控制参数控制本风力发电机组的运行状态，

其中，所述与所述风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数包括：

与降低风力发电机组的零部件的能量消耗相关联的环境控制参数和与风力发电机组的零部件的安全防护相关联的环境控制参数，

其中，所述与所述风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数，包括如下中的多个：

第二环境控制参数，用于判断是否开启或关闭所述风力发电机组的叶片除冰设备；

第三环境控制参数，用于判断是否开启或关闭所述风力发电机组中包括的电机的加热驱潮设备；

第四环境控制参数，用于判断是否降低所述风力发电机组中的发电机的容量；

第五环境控制参数，用于判断是否启动或并闭所述风力发电机组的叶片的前缘保护装置；

第六环境控制参数，用于判断是否启动或关闭所述风力发电机组的塔筒内的驱潮设备；

第七环境控制参数，用于判断是否控制所述风力发电机组进行微风转动，以减少轴承组件表面的假性布氏压痕；

第八环境控制参数，用于判断是否释放或回收所述风力发电机组的叶片的无人机视频巡检装置；

其中，所述环境数据处理设备的控制器根据所述多个环境控制参数，生成适用于风力发电机组的多种与环境气象相关联的运行模式，将该运行模式发送给相应的风力发电机组来执行；

其中，包括如下中的至少一种或几种的组合：小雨运行模式、大雨运行模式、中雨运行模式、暴雨运行模式、低温运行模式、高温运行模式、浓雾运行模式、阵风/强风运行模式、低气压运行模式、高气压运行模式、抗沙尘运行模式、酸雨运行模式、冰雹运行模式，每种风力发电机组的运行模式与预设的条件相匹配，所述预设的条件与所述多个环境控制参数相关联。

2.根据权利要求1中所述的系统，其特征在于，所述环境气象数据包括：空气温度、空气湿度、风速、风向、大气压力、降尘量、降雨量、降雪量、太阳辐照强度中的一种或多种；和/或，

所述与所述风电场中的风力发电机组运行相关的环境控制参数，还包括：

与提升风力发电机组的发电功率相关联的环境控制参数。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述环境数据处理设备包括：

环境数据采集模块，用于周期性地或者实时地采集所述风电场当前的环境气象数据，并将所述环境气象数据进行预处理；

控制器，其包括：环境参数计算模块，用于根据预处理后的环境气象数据计算与风力发电机组运行相关的环境控制参数；以及，环境参数发送控制模块，用于对所述环境控制参数的发送属性进行控制；

环境参数发送执行模块，用于将所述环境控制参数发送至所述风电场中至少一个风力发电机组。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述环境数据处理设备还包括：定位模块，用于确定自身所处的在风电场中的实时地理位置；

所述环境参数发送执行模块，还用于根据所述环境参数发送控制模块的控制指令，向以所述的可运动的环境数据处理设备当前的实时地理位置为中心的、发送半径为预设半径的圆形区域内的多个风力发电机组发送所述环境控制参数；所述预设半径小于或等于所述风电场的折算半径的一半。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述环境参数发送控制模块还用于：计算本测量周期内获得的风电场环境气象数据和前一测量周期内获得的风电场环境气象数据之间的变化量，当所述变化量大于或等于预设的变化量阈值时，控制所述环境参数发送执行模块将所述本测量周期内获得的风电场环境气象数据向目标风力发电机组进行发送。

6.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述环境参数计算模块，具体包括如下单元中的一个或多个：

第一计算单元，用于根据所述环境气象数据中的空气温度计算饱和水汽压；

第二计算单元，用于根据饱和水汽压以及所述环境气象数据中的空气温度和空气湿度，计算实时空气密度；

第三计算单元，用于根据所述环境气象数据中的空气温度和空气湿度，计算大气凝露点温度；

第四计算单元，用于根据所述环境气象数据绘制等高线。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述第四计算单元，用于：

获取海拔高度与环境气象数据之间的对应关系；

根据同一海拔高度下的多组环境气象数据，获得与所述风电场中的风力发电机组运行相关的多个环境控制参数；

将所述海拔高度和与所述海拔高度对应的多个环境控制参数进行拟合，以绘制出等高线图，每条等高线上包含相同的海拔高度下、与风力发电机组运行相关的多个环境控制参数。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述电机包括如下中的至少一个：发电机、变桨电机、偏航电机、提升电机、电梯电机；

所述轴承组件包括发电机主轴承、变桨轴承或偏航轴承；

所述无人机视频巡检装置用于对叶片的表面的老化或开裂状态进行图像或视频采集。

9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，

所述可运动的环境数据处理设备包括：可直接或间接地在地面上移动的环境数据处理设备，和/或，可在空中飞行的或滑行的环境数据处理设备。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，

所述可直接在地面上移动的环境数据处理设备，包括：环境数据处理设备本体，以及搭载并驱动所述环境数据处理设备本体进行移动的陆地交通运输工具；

所述可间接地在地面上移动的环境数据处理设备，包括：铺设在风电场的地面上的轨道，能够在所述轨道上移动的驱动载具，以及安装于所述驱动载具上的环境数据处理设备本体；

所述可在空中飞行的环境数据处理设备，包括：飞行器，以及安装于所述飞行器上的环境数据处理设备本体；

所述可在空中滑行的环境数据处理设备，包括：索道系统，以及搭载于所述索道系统上的环境数据处理设备本体。

11.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述可运动的环境数据处理设备采用无线通信方式与多个风力发电机组之间同时进行通信；或者，所述可运动的环境数据处理设备采用有线通信方式或者无线通信方式与单个风力发电机组进行通信；所述的有线通信方式包括有线局域网或有线数据传输线，所述的无线通信方式包括无线局域网，或者，3G/4G/5G/6G移动无线通信网络，或者，EnOcean无线通信标准，或者Zigbee，或者Z-Wave，或者蓝牙。

12.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述风力发电机组包括主控制器和自身运行状态采集器，所述主控制器根据所述环境控制参数和本风力发电机组的自身运行状态数据，对本风力发电机组的运行状态进行调节控制；和/或，所述可运动的环境数据处理设备通过蓄电池或光伏发电装置供电。

13.一种风电场的控制系统，其特征在于，包括：

一台或多台可运动的环境数据采集设备，用于采集风电场当前的环境气象数据，并发送所述环境气象数据至多个风力发电机组；

多个风力发电机组，与所述可运动的环境数据采集设备通信连接，每个风力发电机组用于获取所述可运动的环境数据采集设备发送的环境气象数据，根据所述环境气象数据获得与本风力发电机组运行相关的环境控制参数，并根据所述环境控制参数控制本风力发电机组的运行状态，

其中，所述与本风力发电机组运行相关的环境控制参数包括：与降低风力发电机组的零部件的能量消耗相关联的环境控制参数和与风力发电机组的零部件的安全防护相关联的环境控制参数，

其中，所述与本风力发电机组运行相关的环境控制参数，包括如下中的多个：

第二环境控制参数，用于判断是否开启或关闭所述风力发电机组的叶片除冰设备；

第三环境控制参数，用于判断是否开启或关闭所述风力发电机组中包括的电机的加热驱潮设备；

第四环境控制参数，用于判断是否降低所述风力发电机组中的发电机的容量；

第五环境控制参数，用于判断是否启动或并闭所述风力发电机组的叶片的前缘保护装置；

第六环境控制参数，用于判断是否启动或关闭所述风力发电机组的塔筒内的驱潮设备；

第七环境控制参数，用于判断是否控制所述风力发电机组进行微风转动，以减少轴承组件表面的假性布氏压痕；

第八环境控制参数，用于判断是否释放或回收所述风力发电机组的叶片的无人机视频巡检装置；

其中，所述环境数据处理设备的控制器根据所述多个环境控制参数，生成适用于风力发电机组的多种与环境气象相关联的运行模式，将该运行模式发送给相应的风力发电机组来执行；

其中，包括如下中的至少一种或几种的组合：小雨运行模式、大雨运行模式、中雨运行模式、暴雨运行模式、低温运行模式、高温运行模式、浓雾运行模式、阵风/强风运行模式、低气压运行模式、高气压运行模式、抗沙尘运行模式、酸雨运行模式、冰雹运行模式，每种风力发电机组的运行模式与预设的条件相匹配，所述预设的条件与所述多个环境控制参数相关联。

14.根据权利要求13所述的系统，其特征在于，所述每个风力发电机组通过内置的或外置的处理器获得与本风力发电机组运行相关的环境控制参数。

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