CN109989884A - 一种风机偏航控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种风机偏航控制方法，所述风机为水平轴风力发电机，包括如下步骤：S1、通过设于风机的机舱或转轴上的激光雷达测量相应位置的视线风速风向数据；S2、通过激光雷达测得的视线风速风向数据，求出雷达的反演风速风向数据；S3、将反演风速风向数据代入风演化模型，计算出预测的风机当前风信息；S4、根据计算出的演化风速风向信息及风向标返回的当前机舱的风向偏差信息，进行风机偏航控制。本发明实现了无速度冲击的风机偏航，提高了偏航稳定性；优化了偏航寿命区间，提高风机的功率捕获，进而提高风机的发电量；降低了额外载荷，延长偏航系统的使用寿命。

Description

一种风机偏航控制方法

技术领域

本发明涉及风电技术领域，具体涉及一种风机偏航控制方法。

背景技术

风能作为一种新型能源，具有广阔的应用前景。但风能具有非平稳性、随机性、能量密度低等特点，这些特点导致风速风向不断变化，使风力机不能始终对风，进而降低了风能的利用效率。偏航控制系统是风力发电机特有的伺服系统，它的主要功能是控制风轮跟踪变化的风向，提高功率捕获。

传统的偏航控制系统通过风速风向传感器检测出风向和风速，并将检测到的风向与风速数据送到控制器处理，控制器根据处理的结果，发出命令进行相应的偏航操作。由于传统的风速风向标会受到尾流、滞后性、测量不准等因素的影响，故产生较大的偏航误差，从而造成风资源的浪费，风电机组也会受到较大的载荷。

目前提高风机能量捕获的控制研究主要集中在风机控制算法改进和对风机变桨、偏航控制上，比如通过改进现有的偏航控制算法，改变偏航策略。

中国专利申请CN102797629A(一种风电机组的控制方法、控制器及其控制系统)及CN103061980A(基于激光测风雷达的风力发电机组的前馈控制系统及其控制方法)均针对传统风速风向仪测量值的准确性差的问题，提供了一种采用激光雷达测风仪得到风况信号传送给主控系统用于风电机组的变桨控制的方法，通过变桨控制来实现风机最大风能的捕获，改善了测量准确性差的现象。经研究发现，由于上述方法仅通过变桨控制实现了风机最大风能的捕获，但是风机的对风偏差仍然存在，并不能消除由于长时间对风不准对风机的结构产生的力学损伤，进而也会影响风机的发电性能。

中国专利申请CN103758700B(一种校准风机对风偏差的方法)针对现有风机偏航控制问题，提供了一种采用激光雷达测风仪得到风况信号，再通过手动调节风向标初始位置的方式实现风机对风偏差的信息输入，不用改变现有风机的结构，提高了对风准确性，提高了风能的捕获。但是需要经常性的人工干预进行手动调节，并且最后通过风向标调节，滞后性明显。

发明内容

本发明为了克服以上技术的不足，提供了一种风机偏航控制方法，具体是一种基于激光雷达测风仪与风演化模型的风机偏航控制方法。

本发明克服其技术问题所采用的技术方案是：

一种风机偏航控制方法，所述风机为水平轴风力发电机，包括如下步骤：

S1、通过设于风机的机舱或转轴上的激光雷达测量相应位置的视线风速风向数据；

S2、通过激光雷达测得的视线风速风向数据，求出雷达的反演风速风向数据；

S3、将反演风速风向数据代入风演化模型，计算出预测的风机当前风信息；

S4、根据计算出的演化风速风向信息及安装在机舱上的风向标返回的当前机舱的风向偏差信息，进行风机偏航控制。

进一步地，步骤S1中，激光雷达测量相应位置的视线风速风向数据，具体包括：位于风机的机舱或转轴上的激光雷达测量叶轮旋转平面中心前方或后方沿激光束方向一个或多个焦点风速信息，并通过时序变化规律扫描风场，至少测得左上、左下、右上、右下4个方位光束的风速，再经过脉冲式激光雷达距离加权函数模型处理后，得到每个方位对应的视线风速。

进一步地，步骤S1中，通过脉冲式激光雷达距离加权函数模型处理，具体包括：

计算距离激光雷达距离门中心F处的视线风速u_l：

式中，u_los表示沿激光雷达波束方向视线速度；

W_l(F,s)表示激光雷达的距离加权函数，即：

式中，F表示到激光雷达距离门中心的某个特定距离，r_p表示脉冲的e^-1半宽，Δp表示激光雷达距离门的大小，R表示叶轮的半径，s表示沿着光束的距离范围，Erf为误差函数。

进一步地，步骤S2中，所述反演风速风向数据信息，即风机轮毂正前方x米处的风速风向信息的计算方法为：

首先计算上光束平面风速和风向，再计算垂直风切变和垂直风向变化率，最后计算出反演风速风向信息。

进一步地，步骤S3中，由反演风速风向数据计算出预测的风机当前风信息的方法，具体包括：

S31、计算演化后叶轮处的风速：

已测得叶轮前x米处的风速v_x，计算演化后叶轮处的风速：

v₀＝λ₀/λ_x×v_x

式中，λ_x表示叶轮前x米处的风速演化系数，λ₀表示叶轮处的风速演化系数，v_x表示叶轮前x米处的风速；

S32、计算演化后叶轮处的风向：

式中，θ_x表示叶轮前x米处的风向。

进一步地，步骤S4中，所述风机偏航控制包括：

S41、偏航执行对风策略：进行偏航角度位置和偏航角速度协调控制，实现无速度冲击的准确到达偏航位置；

S42、偏航重启对风策略：将当前风速分为低风速段、中风速段和高风速段三段，分别制定不同的偏航阈值，并根据当前风判断条件和提前风判断条件，共同判断偏航重启。

进一步地，步骤S41具体包括：所述偏航执行对风策略采用基于正弦加减速的偏航角度和偏航角速度协调控制，正弦加减速包含加速段、匀速段和减速段三个阶段；偏航过程开始，处于加速阶段，此时电机启动，风机偏航角速度从零开始增加至最大偏航角速度；然后在匀速阶段保持最大偏航角速度进行偏航；最后在即将偏航至指定位置时角速度减小，角速度减为0时，偏航位移达到指定的偏航角度θ，此时风机偏航至指定位置，偏航过程结束。

进一步地，所述步骤S42具体包括如下步骤：

S421、将当前风速分为低风速段、中风速段和高风速段三段，并制定每个风速段的偏航阈值，所述偏航阈值包括偏航角度偏差阈值和时间阈值；

S422、判断风向标测得当前风速是否处于低风速段，若处于低风速段，则判断风向标测得风向偏差是否满足低风速段的当前风判断条件，若满足低风速段的当前风判断条件，偏航立即启动，若不满足低风速段的当前风判断条件，再判断提前测得的风向偏差是否满足低风速段的提前风判断条件，若满足低风速段的提前风判断条件，启动提前偏航，若不满足低风速段的提前风判断条件，则返回重新开始判断；若风向标测得当前风速不处于低风速段，则直接进入下一步；

S423、判断风向标测得当前风速是否处于中风速段，若处于中风速段，则判断风向标测得风向偏差是否满足中风速段的当前风判断条件，若满足中风速段的当前风判断条件，偏航立即启动，若不满足中风速段的当前风判断条件，再判断提前测得的风向偏差是否满足中风速段的提前风判断条件，若满足中风速段的提前风判断条件，启动提前偏航，若不满足中风速段的提前风判断条件，则返回重新开始判断；若风向标测得当前风速不处于中风速段，则直接进入下一步；

S424、判断风向标测得当前风速是否处于高风速段，若处于高风速段，则判断风向标测得风向偏差是否满足高风速段的当前风判断条件，若满足高风速段的当前风判断条件，偏航立即启动，若不满足高风速段的当前风判断条件，再判断提前测得的风向偏差是否满足高风速段的提前风判断条件，若满足高风速段的提前风判断条件，直接启动提前偏航，若不满足高风速段的提前风判断条件，则返回重新开始判断；若风向标测得当前风速不处于高风速段，则返回重新开始判断。

进一步地，步骤S42中，通过风速分段控制以提高风能捕获效率和提高偏航系统使用寿命，具体如下：

通过风速分段控制提高风能捕获效率的方法为：在不改变总体偏航次数的条件下，通过减少增长效率较低的低风速段的偏航次数，提高增长效率较高的中风速段的偏航次数，即，将低风速段的偏航次数转移至中风速段，提高整个过程的风能捕获效率；

通过风速分段控制提高偏航系统使用寿命的方法为：在捕获风能效率基本不变的条件下，减少偏航次数，提高偏航系统使用寿命。

进一步地，步骤S42中，偏航次数转移的具体方法为：提高低风速段的偏航角度偏差阈值和时间阈值，从而减少低风速段的偏航次数；降低中风速段的偏航角度偏差阈值和时间阈值，从而增加中风速段的偏航次数。

本发明的有益效果是：

1、本发明所述的基于激光雷达测风仪与风演化模型的偏航执行策略，实现了无速度冲击的风机偏航，提高了偏航稳定性。

2、本发明所述的基于激光雷达测风仪与风演化模型的偏航重启策略，优化了偏航寿命区间，提高风机的功率捕获，进而提高风机的发电量。

3、本发明所述的风机偏航控制方法同时降低了额外载荷，延长偏航系统的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的原理示意图。

图2为本发明实施例中激光雷达的测量示意图。

图3为本发明实施例中风向与叶轮不对准时的受力情况示意图。

图4为本发明实施例中偏航控制正弦加减速的过程图。

图5为本发明实施例中偏航重启对风策略的流程图。

图6为本发明实施例中无角速度规划和有角速度规划的偏航角速度仿真对比图。

图7为本发明实施例中湍流风条件下传统策略和重启策略捕获功率仿真结果对比图。

具体实施方式

为了便于本领域人员更好的理解本发明，下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明，下述仅是示例性的不限定本发明的保护范围。

实施例1、

如图3所示，水平轴风力发电机组当风向与叶轮不对准时的受力情况，则

F_wy＝F_wsinθ_ε＝pAcosθ_εsinθ_ε

M_wy＝F_wy·L

可计算出风向对风轮的转矩为

式中，θ_ε表示风向与风轮法向夹角，F_w表示风在叶轮上的作用力，F_wx表示风作用力在x轴上的分量，F_wy表示风作用力在y轴上的分量，L表示塔架中心与叶轮在x轴方向的距离。

可知，风向造成的转矩大小取决于v以及θ_ε，当风速达到或超过额定风速后且风向与风轮法向夹角达到45°时，M_wy达到最大值。所以提高风机偏航精度，减小风机对风偏差，能有效减小风机额外载荷，提高偏航系统寿命。

因此，本发明提供了一种风机偏航控制方法，如图1所示，所述风机为水平轴风力发电机，包括如下步骤：

S1、通过设于风机的机舱或转轴上的激光雷达测量相应位置的视线风速风向数据；

S2、通过激光雷达测得的视线风速风向数据，求出雷达的反演风速风向数据；

S3、将反演风速风向数据代入风演化模型，计算出预测的风机当前风信息；

S4、根据计算出的演化风速风向信息及安装在机舱上的风向标返回的当前机舱的风向偏差信息，进行风机偏航控制。

实施例2、

如图2所示，测风激光雷达的扫描方式大多为圆锥扫描形式，d为测量距离，r为扫描半径，为减少单点测量处理多普勒频移过程中的误差，风速结果一般会对特定空间内的多个风速进行空间平均，根据反射光子距离焦点距离进行配置权重，而后得到一条光线方向上的风速，雷达测量的距离加权如图2中曲线所示。

实施例3、

实施例1所述步骤S2中，反演风速和反演风向计算的具体方法为：

首先计算上光束平面风速和风向为：

UD＝arctan2(v_y,v_x)

式中，UWS：上光束平面风速；UD：上光束平面风向。

另外，

式中，RWS₁：上平面视线1测得的视线风速；RWS₂：上平面视线2测得的视线风速；θ_t：左右光束平面夹角的一半；θ_s：上下光束平面夹角的一半。

垂直风切变为：

垂直风向变化率为：

VD＝(UD-DD)/(2X_t tanθ_s)

式中，DWS：下光束平面风速；DD：风向；H_lidar：雷达安装高度；H_hub：轮毂高度；X_t：雷达测量截面水平距离。

计算反演风速HWS和反演风向HD分别为：

HWS＝DWS×(H_hub/(H_lidar-X_t tanθ_s))^VS

HD＝DD+VD×(H_hub-H_lidar+X_t tanθ_s)

实施例4、

实施例1所述步骤S3中的风演化模型，具体如下：

假设风在同一高度的演化规律相同，并且风在演化过程中只衰减不变大，即忽略阵风、地形等因素造成的影响，定义风速演化模型如下：

式中，v：演化后风速；v_∞：初始风速；ξ₁和ξ₂为修正系数，其中ξ₁为常数，ξ₂为初始风速v_∞的函数；为修正常数，没有实际的物理意义，与轴向系数无关。

另外，κ＝x/R，

式中，x表示距离叶轮的距离，x＜0表示叶轮上游，x＞0表示叶轮下游；R：叶轮的半径。

风演化模型给出了风速的演化过程，风向的演化根据风矢量求得，假设风矢量仅在叶轮法线方向变化，风的v分量在演化中符合泰勒冻结假说，则可以求出风向的演化模型为：

式中，θ：演化后的风向偏差，即风向与叶轮法线方向夹角；v_v：演化后的风速v分量；u：演化后的风速u分量。

风演化除了风速和风向大小的变化之外，还有时间的推移过程，采用激光雷达测量距离和平均风速的关系进行简化求解，风演化过程中的时移模型如下：

式中，t_pre：激光雷达提前测量的时移；平均风速；L：叶轮前激光雷达测量距离。

实施例5、

如图4所示，基于激光雷达的偏航执行对风策略研究，为了避免偏航电机的突然开启或关闭在偏航过程中产生速度冲击，需要对偏航角度和偏航角速度进行协调控制。正弦加减速包含三个阶段，加速段、匀速段和减速段，偏航过程开始，处于加速阶段，此时电机启动，风机偏航角速度从零开始增加至最大偏航角速度；然后在匀速阶段保持最大偏航角速度进行偏航；最后在即将偏航至指定位置时角速度减小，角速度减为0时，偏航位移达到指定的偏航角度θ，此时风机偏航至指定位置，偏航过程结束。

其中β表示偏航过程的角加速度，ω表示偏航角速度，θ表示偏航角位移。

偏航角加速度的表达式为：

式中，β_max为计算得出的偏航最大角加速度，m为正弦函数的角频率。

对上式进行积分，可得角速度表达式：

图中，ω_max＝2β_max/m为计算得出的偏航最大角速度。

对上式积分，可得角位移表达式：

式中，t₁为加速段结束(匀速段开始)时刻，t₂为匀速段结束(减速段开始)时刻，T为偏航过程结束时刻，且满足mt₁＝π。

实施例6、

如图5所示，基于激光雷达的偏航重启对风策略过程，重启策略考虑风速和风向两个因素。为充分利用激光雷达可以测得风轮前提前风的优点，在当前风判断条件外，添加了提前风判断条件。

步骤101：将当前风速分为三段，即低风速段、中风速段和高风速段，如图5所示，低风速段、中风速段和高风速段分别为(v_s，v₁]、(v₁，v₂]、(v₂，v_e]，分别制定每个风速段的偏航阈值，提高低风速段的偏航角度偏差阈值Ah1和时间阈值Th1，从而减少低风速段的偏航次数，降低中风速段的偏航角度偏差阈值Ah2和时间阈值Th2，从而增加中风速段的偏航次数。

(1)、在低风速段，即v_s＜v^ts≤v₁：

步骤102：如果机舱上的风向标测得风向偏差满足低风速段的当前风判断条件，即当前风向偏差大于偏航角度偏差阈值和时间阈值后，偏航立即启动。

步骤103：如果风向标测得风向偏差不满足低风速段的当前风判断条件，则通过提前风判断，低风速段的提前风判断条件有两个：提前测得的风向偏差达到角度偏差阈值和时间阈值或者提前测量风向有较大变化时启动提前偏航。

(2)、在中风速段，即v₁＜v^ts≤v₂：

步骤202：如果机舱上的风向标测得风向偏差满足中风速段的当前风判断条件，即当前风向偏差大于偏航角度偏差阈值和时间阈值后，偏航立即启动。

步骤203：如果风向标测得风向偏差不满足中风速段的当前风判断条件，则通过提前风判断，中风速段的提前风判断条件有两个：提前测得的风向偏差达到角度偏差阈值和时间阈值或者提前测量风向有较大变化时启动提前偏航。

(3)、在高风速段，即v₂＜v^ts≤v_e：

步骤302：如果机舱上的风向标测得风向偏差满足高风速段的当前风判断条件，即当前风向偏差大于偏航角度偏差阈值和时间阈值后，偏航立即启动。

步骤303：如果风向标测得风向偏差不满足高风速段的当前风判断条件，则通过提前风判断，高风速段的提前风判断条件只有一个：当提前测得的风向偏差达到阈值时直接启动提前偏航，高风速段不考虑偏航次数转移。

式中，v_s：需要偏航的最低风速；v^ts：处理后的风向标测得当前风速；表示处理后的雷达测得的经演化后预测的当前风速；v₁：低、中风速段分界点的速度；v₂：中、高风速段分界点的速度；v_e：需要偏航控制的最大风速；处理后的风向标测得风向偏差；处理后的雷达测得的经风演化后的风向角度偏差；Ah1：低风速段偏航角度偏差阈值；Ah2：中风速段偏航角度偏差阈值；Ah3：高风速段偏航角度偏差阈值；Ah4：风向偏差过大角度阈值；Th1：低风速段时间阈值；Th2：中风速段时间阈值；Th3：高风速段时间阈值；Th4：风向偏差过大时间阈值。

步骤104：启动偏航后，偏航启动时间t取决于测量的平均风速和偏航完成的估计时间具体关系如下：

式中，t_now：当前时刻；t_pre：提前测量的风到叶轮处的时间；根据偏航速率和偏航角度计算出的时间；其中，L：激光雷达测量位置的轴向距离，雷达测量的平均风速。

实施例7、

如图6所示，在湍流风向条件下，无角速度规划的PID偏航控制有很明显的速度冲击，通过本发明的有角速度规划的PID偏航控制没有速度冲击，整个偏航过程中运行更加平稳，偏航速度可以达到风力机偏航控制的要求，可以达到满意的控制效果。

实施例8、

如图7所示，本发明提出的偏航重启策略与传统策略的捕获功率仿真结果相比，基于激光雷达的偏航重启策略可以获得更高的功率捕获，根据仿真结果可以看出，本发明提出的偏航重启策略偏航误差减少，同时可以提高风力机功率捕获。

以上仅描述了本发明的基本原理和优选实施方式，本领域人员可以根据上述描述做出许多变化和改进，这些变化和改进应该属于本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种风机偏航控制方法，所述风机为水平轴风力发电机，其特征在于，包括如下步骤：

S1、通过设于风机的机舱或转轴上的激光雷达测量相应位置的视线风速风向数据；

S2、通过激光雷达测得的视线风速风向数据，求出雷达的反演风速风向数据；

S3、将反演风速风向数据代入风演化模型，计算出预测的风机当前风信息；

S4、根据计算出的演化风速风向信息及安装在机舱上的风向标返回的当前机舱的风向偏差信息，进行风机偏航控制。

2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S1中，激光雷达测量相应位置的视线风速风向数据，具体包括：位于风机的机舱或转轴上的激光雷达测量叶轮旋转平面中心前方或后方沿激光束方向一个或多个焦点风速信息，并通过时序变化规律扫描风场，至少测得左上、左下、右上、右下4个方位光束的风速，再经过脉冲式激光雷达距离加权函数模型处理后，得到每个方位对应的视线风速。

3.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，步骤S1中，通过脉冲式激光雷达距离加权函数模型处理，具体包括：

计算距离激光雷达距离门中心F处的视线风速u_l：

式中，u_los表示沿激光雷达波束方向视线速度；

W_l(F,s)表示激光雷达的距离加权函数，即：

式中，F表示到激光雷达距离门中心的某个特定距离，r_p表示脉冲的e^-1半宽，Δp表示激光雷达距离门的大小，R表示叶轮的半径，s表示沿着光束的距离范围，Erf为误差函数。

4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S2中，所述反演风速风向数据信息，即风机轮毂正前方x米处的风速风向信息的计算方法为：

首先计算上光束平面风速和风向，再计算垂直风切变和垂直风向变化率，最后计算出反演风速风向信息。

5.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S3中，由反演风速风向数据计算出预测的风机当前风信息的方法，具体包括：

S31、计算演化后叶轮处的风速：

已测得叶轮前x米处的风速v_x，计算演化后叶轮处的风速：

v₀＝λ₀/λ_x×v_x

式中，λ_x表示叶轮前x米处的风速演化系数，λ₀表示叶轮处的风速演化系数，v_x表示叶轮前x米处的风速；

S32、计算演化后叶轮处的风向：

式中，θ_x表示叶轮前x米处的风向。

6.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，步骤S4中，所述风机偏航控制包括：

S41、偏航执行对风策略：进行偏航角度位置和偏航角速度协调控制，实现无速度冲击的准确到达偏航位置；

S42、偏航重启对风策略：将当前风速分为低风速段、中风速段和高风速段三段，分别制定不同的偏航阈值，并根据当前风判断条件和提前风判断条件，共同判断偏航重启。

7.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，步骤S41具体包括：所述偏航执行对风策略采用基于正弦加减速的偏航角度和偏航角速度协调控制，正弦加减速包含加速段、匀速段和减速段三个阶段；偏航过程开始，处于加速阶段，此时电机启动，风机偏航角速度从零开始增加至最大偏航角速度；然后在匀速阶段保持最大偏航角速度进行偏航；最后在即将偏航至指定位置时角速度减小，角速度减为0时，偏航位移达到指定的偏航角度θ，此时风机偏航至指定位置，偏航过程结束。

8.根据权利要求6所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S42具体包括如下步骤：

S421、将当前风速分为低风速段、中风速段和高风速段三段，并制定每个风速段的偏航阈值；

S422、判断风向标测得当前风速是否处于低风速段，若处于低风速段，则判断风向标测得风向偏差是否满足低风速段的当前风判断条件，若满足低风速段的当前风判断条件，偏航立即启动，若不满足低风速段的当前风判断条件，再判断提前测得的风向偏差是否满足低风速段的提前风判断条件，若满足低风速段的提前风判断条件，启动提前偏航，若不满足低风速段的提前风判断条件，则返回重新开始判断；若风向标测得当前风速不处于低风速段，则直接进入下一步；

S423、判断风向标测得当前风速是否处于中风速段，若处于中风速段，则判断风向标测得风向偏差是否满足中风速段的当前风判断条件，若满足中风速段的当前风判断条件，偏航立即启动，若不满足中风速段的当前风判断条件，再判断提前测得的风向偏差是否满足中风速段的提前风判断条件，若满足中风速段的提前风判断条件，启动提前偏航，若不满足中风速段的提前风判断条件，则返回重新开始判断；若风向标测得当前风速不处于中风速段，则直接进入下一步；

S424、判断风向标测得当前风速是否处于高风速段，若处于高风速段，则判断风向标测得风向偏差是否满足高风速段的当前风判断条件，若满足高风速段的当前风判断条件，偏航立即启动，若不满足高风速段的当前风判断条件，再判断提前测得的风向偏差是否满足高风速段的提前风判断条件，若满足高风速段的提前风判断条件，直接启动提前偏航，若不满足高风速段的提前风判断条件，则返回重新开始判断；若风向标测得当前风速不处于高风速段，则返回重新开始判断。

9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，步骤S42中，通过风速分段控制以提高风能捕获效率和提高偏航系统使用寿命，具体如下：

通过风速分段控制提高风能捕获效率的方法为：在不改变总体偏航次数的条件下，通过减少增长效率较低的低风速段的偏航次数，提高增长效率较高的中风速段的偏航次数，即，将低风速段的偏航次数转移至中风速段，提高整个过程的风能捕获效率；

通过风速分段控制提高偏航系统使用寿命的方法为：在捕获风能效率基本不变的条件下，减少偏航次数，提高偏航系统使用寿命。

10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，步骤S42中，偏航次数转移的具体方法为：提高低风速段的偏航角度偏差阈值和时间阈值，从而减少低风速段的偏航次数；降低中风速段的偏航角度偏差阈值和时间阈值，从而增加中风速段的偏航次数。