CN109779837B - 一种风力发电机组偏航对风校正方法 - Google Patents
一种风力发电机组偏航对风校正方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提出一种风力发电机组偏航对风校正方法，包括配置CSV文件；调用CSV文件内的数值数据及各测点点名；读取实时数据库内与各测点点名相对应的预期时间段内的历史数据，该预期时间段内的历史数据包括N个采样时间点所采集的N组子数据；剔除在变桨状态及偏航状态所对应的采样时间点所采集的数据；利用三次样条插值法拟合理论功率曲线；获取风向角，将不同采样时间点所对应的风向角按度数进行划分；获取每个采样时间点所对应的风力发电机组的实际发电功率以及理论发电功率；计算划分后的每一度数的风向角所对应的发电效能平均值；调整风向标中心线或以风向角控制偏航角度至发电效能平均值最高的角度。上述方法能有效提高风力发电机组的发电量。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域，尤其涉及一种风力发电机组偏航对风校正方法。
背景技术
风力发电是通过风力发电机组将风能转换成电能的一项技术。风力发电基于无污染，可再生，资源丰富等优点，成为主要的发电技术之一。风力发电机组在发电的过程中，风吹动风力发电机组的机头上的转子叶片旋转，转子叶片旋转带动发电机进行发电。为了尽可能最大限度的利用风能，需要将风力发电机组的机舱上的转子叶片正对着风向，当风向改变时，对风力发电机组进行偏航对风控制。
风力发电机组风向是通过机舱相对塔筒位置以及风向标相对机舱位置计算得出，风力发电机组在控制叶轮对风时是依据风向标测量值与机舱中心线相对夹角的大小来控制偏航动作，在风力发电机组上往往由于安装工艺与程序参数配置，导致风向标中心线与机舱中心线产生夹角，夹角越大，风力发电机组对风越不准，对风不准会引起风力发电机组发电量降低。
发明内容
为了解决现有技术中存在的问题，本发明提出了一种风力发电机组偏航对风校正方法，以便通过调整风向标中心线或以风向角控制偏航角度来有效提高风力发电机组的发电量。
为了实现上述目的，本发明提出了一种风力发电机组偏航对风校正方法，包括以下步骤：
步骤1、配置CSV文件，所述CSV文件内包括预设风速范围内的若干散点所对应的风力发电机组发电功率数值、风力发电机组的海拔数值、气温数据测点点名、风速测点点名、功率测点点名、风向测点点名、机舱方向测点点名、风向角测点点名、桨叶角测点点名、偏航状态测点点名；
步骤2、调用CSV文件内的数值数据以及各测点点名；
步骤3、利用接口读取实时数据库内与各测点点名相对应的预期时间段内的历史数据，所述预期时间段内的历史数据包括N个采样时间点所采集的N组子数据，每组子数据就是该采样时间点所采集的与各测点点名相对应的数据；
步骤4、在步骤3读取的数据中，当采样时间点所采集的与各测点点名相对应的数据表明风力发电机组处在变桨状态和/或偏航状态，则将该采样时间点所采集的与各测点点名相对应的数据剔除；
步骤5、利用三次样条插值法将预设风速范围内的若干散点所对应的风力发电机组发电功率数值、风力发电机组的海拔数值、与气温数据测点点名相对应的历史数据拟合成理论功率曲线；
步骤6、利用风向与机舱方向计算风向角或者直接读取风向角，将不同采样时间点所对应的风向角按度数进行划分，划分后的任一度数的风向角都对应着至少一组子数据；
步骤7、获取每个采样时间点所对应的风力发电机组的实际发电功率以及理论发电功率，其中风力发电机组的理论发电功率通过获取每个采样时间点所对应的风速，根据所述风速查询理论功率曲线得出；
步骤8、将划分后的每一度数的风向角所对应的若干组子数据中的风力发电机组的实际发电功率以及理论发电功率分别进行累加，用累加后的风力发电机组的实际发电功率除以理论发电功率，分别得出各度数的风向角所对应的发电效能平均值；
步骤9、根据步骤8的计算结果，调整风向标中心线或以风向角控制偏航角度至发电效能平均值最高的角度。
优选的是，在所述步骤1中，所述风速范围为2m/s～26m/s。
优选的是，在所述步骤9中，还将结果保存至数据库。
本发明的该方案的有益效果在于上述风力发电机组偏航对风校正方法能够通过调整风向标中心线或以风向角控制偏航角度来有效提高风力发电机组的发电量。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
本发明所涉及的风力发电机组偏航对风校正方法包括以下步骤：
步骤1、配置CSV文件，所述CSV文件内包括预设风速范围内的若干散点所对应的风力发电机组发电功率数值、风力发电机组的海拔数值、气温数据测点点名、风速测点点名、功率测点点名、风向测点点名、机舱方向测点点名、风向角测点点名、桨叶角测点点名、偏航状态测点点名；其中上述各测点点名是指设置于风力发电机组中用于测量相关数值的传感器的名称，例如气温数据测点点名是指设置于风力发电机组中的预设位置，用于测量气温的传感器的名称。所述风速范围为风速仪有效采集范围，在本实施例中，所述风速范围为2m/s～26m/s。
步骤2、调用CSV文件内的数值数据以及各测点点名。
步骤3、利用接口读取实时数据库内与各测点点名相对应的预期时间段内的历史数据，所述预期时间段内的历史数据包括N个采样时间点所采集的N组子数据，每组子数据就是该采样时间点所采集的与各测点点名相对应的数据。
例如，利用接口读取实时数据库内与各测点点名相对应的两个月内的历史数据，所述两个月内的历史数据包括1440个采样时间点所采集的1440组子数据，也就是每天间隔一小时采样一次，每组子数据就是该采样时间点所采集的与各测点点名相对应的数据。
步骤4、在步骤3读取的数据中，当采样时间点所采集的与各测点点名相对应的数据表明风力发电机组处在变桨状态和/或偏航状态，则将该采样时间点所采集的与各测点点名相对应的数据剔除。其中变桨状态是指风力发电机组的桨叶角度变化时的状态，偏航状态是指风力发电机组在寻找主风向时的状态，以上两种状态属于现有技术，在此不做赘述。
步骤5、利用三次样条插值法将预设风速范围内的若干散点所对应的风力发电机组发电功率数值、风力发电机组的海拔数值、与气温数据测点点名相对应的历史数据拟合成理论功率曲线。
步骤6、利用风向与机舱方向计算风向角或者直接读取风向角，将不同采样时间点所对应的风向角按度数进行划分，划分后的任一度数的风向角都对应着至少一组子数据。
例如两个月内进行1440次采样，也就是一天采样24次，每小时采样一次，假设某一天的9:00以及11:00获取的风向角是15°，则将9:00以及11:00分别采集的两组与各测点点名相对应的数据划分在15°这一度数下，记作两组子数据，假设某一天的8:00以及10:00获取的风向角是13°，则将8:00以及10:00分别采集的两组与各测点点名相对应的数据划分在13°这一度数下，记作两组子数据。
步骤7、获取每个采样时间点所对应的风力发电机组的实际发电功率以及理论发电功率，其中风力发电机组的理论发电功率通过获取每个采样时间点所对应的风速，根据所述风速查询理论功率曲线得出。
步骤8、将划分后的每一度数的风向角所对应的若干组子数据中的风力发电机组的实际发电功率以及理论发电功率分别进行累加，用累加后的风力发电机组的实际发电功率除以理论发电功率，分别得出各度数的风向角所对应的发电效能平均值。
例如9:00以及11:00获取的风向角都是15°，则将9:00以及11:00分别采集的两组与各测点点名相对应的数据划分在15°这一度数下，记作两组子数据，将9:00以及11:00所获取的风力发电机组的实际发电功率相加，并且将9:00以及11:00所获取的理论发电功率相加，用累加后的风力发电机组的实际发电功率除以理论发电功率，就得出了风向角为15°时所对应的发电效能平均值。
步骤9、根据步骤8的计算结果，调整风向标中心线或以风向角控制偏航角度至发电效能平均值最高的角度。并将结果保存至数据库。
本发明所涉及的风力发电机组偏航对风校正方法能够通过调整风向标中心线或以风向角控制偏航角度来有效提高风力发电机组的发电量。
Claims (1)
1.一种风力发电机组偏航对风校正方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1、配置CSV文件，所述CSV文件内包括预设风速范围内的若干散点所对应的风力发电机组发电功率数值、风力发电机组的海拔数值、气温数据测点点名、风速测点点名、功率测点点名、风向测点点名、机舱方向测点点名、风向角测点点名、桨叶角测点点名、偏航状态测点点名，其中所述风速范围为2m/s～26m/s；
步骤2、调用CSV文件内的数值数据以及各测点点名；
步骤3、利用接口读取实时数据库内与各测点点名相对应的预期时间段内的历史数据，所述预期时间段内的历史数据包括N个采样时间点所采集的N组子数据，每组子数据就是该采样时间点所采集的与各测点点名相对应的数据；
步骤4、在步骤3读取的数据中，当采样时间点所采集的与各测点点名相对应的数据表明风力发电机组处在变桨状态和/或偏航状态，则将该采样时间点所采集的与各测点点名相对应的数据剔除；
步骤5、利用三次样条插值法将预设风速范围内的若干散点所对应的风力发电机组发电功率数值、风力发电机组的海拔数值、与气温数据测点点名相对应的历史数据拟合成理论功率曲线；
步骤6、利用风向与机舱方向计算风向角或者直接读取风向角，将不同采样时间点所对应的风向角按度数进行划分，划分后的任一度数的风向角都对应着至少一组子数据；
步骤7、获取每个采样时间点所对应的风力发电机组的实际发电功率以及理论发电功率，其中风力发电机组的理论发电功率通过获取每个采样时间点所对应的风速，根据所述风速查询理论功率曲线得出；
步骤8、将划分后的每一度数的风向角所对应的若干组子数据中的风力发电机组的实际发电功率以及理论发电功率分别进行累加，用累加后的风力发电机组的实际发电功率除以理论发电功率，分别得出各度数的风向角所对应的发电效能平均值；
步骤9、根据步骤8的计算结果，调整风向标中心线或以风向角控制偏航角度至发电效能平均值最高的角度，还将结果保存至数据库。
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