CN110206682A - 动态确定偏航控制精度的方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种动态确定偏航控制精度的方法和装置。所述方法可包括:在预定时间段内采集多个风速数据和多个风向数据并对采集的多个风速数据和多个风向数据进行处理;根据经过处理的风速数据和风向数据建立风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的对应关系模型;根据当前风速数据、风向数据、预定的偏航疲劳值范围和预定的功率损失范围,通过所述对应关系模型确定与当前风速和当前风向变化角度对应的偏航控制精度。所述方法和装置可适用于动态确定风力发电机组的偏航控制精度,充分考虑了风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的关系,由此可获得更准确、合理的偏航控制精度。
Description
技术领域
本发明涉及风力发电技术领域,更具体地,涉及一种动态确定偏航控制精度的方法和装置。
背景技术
目前,大型的兆瓦级风力发电机组普遍采用主动偏航技术,期望充分利用风能并获得最佳发电效率。主动偏航技术所依据的风速数据和风向数据由风速仪和风向标获得。然而,受到风速和风向的波动性和随机性,以及机舱的对零偏差和偏航控制精度等因素的影响,会产生偏航误差,从而造成功率损失。
随着风力发电机组单机容量的不断增大,风力发电机组的偏航误差造成的功率损失也会不断增大,降低了风力发电机组的发电效率。另外,风力发电运营厂商对风力发电机组的发电效率的要求也越来越高。因此,需要提高风力发电机组的发电效率。
现有方法主要集中在通过减少偏航误差的方式减少功率损失。但是,即使减少了偏航误差,偏航系统自身的执行精度也会影响偏航的准确性,从而导致发电效率降低。
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。另外,本发明可不解决以上提到的问题和/或缺点。
根据本发明的一方面,提供了一种动态确定偏航控制精度的方法。所述方法可包括:在预定时间段内采集多个风速数据和多个风向数据并对采集的多个风速数据和多个风向数据进行处理;根据经过处理的风速数据和风向数据建立风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的对应关系模型;根据当前风速数据、风向数据、预定的偏航疲劳值范围和预定的功率损失范围,通过所述对应关系模型确定与当前风速和当前风向变化角度对应的偏航控制精度。
可选地,所述在预定时间段内采集多个风速数据和多个风向数据并对采集的多个风速数据和多个风向数据进行处理包括:在所述预定时间段内采集多个风速数据,确定多个风速分仓和每个风速分仓的代表风速,确定采集的各个风速数据所属的风速分仓,将采集的各个风速数据调整为该风速数据所属的风速分仓的代表风速。
可选地,通过如下操作计算与各个风速对应的风向变化角度:确定与各个风速对应的风向;计算与所述各个风速对应的风向在单位时间内的角度变化值作为与所述各个风速对应的风向变化角度。
可选地,通过如下操作计算与各个风速对应的偏航控制精度:计算与任意一个风速对应的风向变化角度中各个风向变化角度出现的次数或各个风向变化角度的平均值;将出现的次数最多的风向变化角度或各个风向变化角度的平均值作为与所述任意一个风速对应的偏航控制精度。
可选地,通过如下操作计算偏航疲劳值:根据各个风速以及与所述各个风速对应的风向变化角度和偏航控制精度仿真计算偏航系统消耗的使用寿命作为偏航疲劳值;
可选地,通过如下操作计算功率损失:根据各个风速以及与所述各个风速对应的偏航控制精度仿真计算偏航系统损失的功率作为功率损失。
根据本发明的另一方面,提供了一种动态确定偏航控制精度的装置。所述装置可包括:数据采集和处理模块,在预定时间段内采集多个风速数据和多个风向数据并对采集的多个风速数据和多个风向数据进行处理;模型建立模块,根据经过处理的风速数据和风向数据建立风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的对应关系模型;精度确定模块,根据当前风速数据、风向数据、预定的偏航疲劳值范围和预定的功率损失范围,通过所述对应关系模型确定与当前风速和当前风向变化角度对应的偏航控制精度。
可选地,数据采集和处理模块在所述预定时间段内采集多个风速数据,确定多个风速分仓和每个风速分仓的代表风速,确定采集的各个风速数据所属的风速分仓,将采集各个风速数据调整为该风速数据所属的风速分仓的代表风速。
可选地,所述模型建立模块确定与各个风速对应的风向,并且计算与所述各个风速对应的风向在单位时间内的角度变化值作为与所述各个风速对应的风向变化角度。
可选地,所述模型建立模块计算与任意一个风速对应的风向变化角度中各个风向变化角度出现的次数或各个风向变化角度的平均值,并且将出现的次数最多的风向变化角度或各个风向变化角度的平均值作为与所述任意一个风速对应的偏航控制精度。
可选地,所述模型建立模块根据各个风速以及与所述各个风速对应的风向变化角度和偏航控制精度仿真计算偏航系统消耗的使用寿命作为偏航疲劳值
可选地,所述模型建立模块根据各个风速以及与所述各个风速对应的偏航控制精度仿真计算偏航系统损失的功率作为功率损失。
根据本发明的另一方面,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上述方法的指令。
根据本发明的另一方面,提供了一种动态确定偏航控制精度的装置。所述装置可包括:处理器;存储器,存储有当被处理器执行时使得处理器执行上述方法的指令。
本发明的动态确定偏航控制精度的方法和装置可适用于动态确定风力发电机组的偏航控制精度,充分考虑了风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的关系,由此可获得更准确、合理的偏航控制精度,并可基于获得的偏航控制精度进行偏航对风。因此,所述方法和装置可具有精细化、智能化、适用范围广、自适应能力强等优点。
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动态确定偏航控制精度的方法的流程图;
图2示出根据本发明的示例性实施例的动态确定偏航控制精度的装置的框图。
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动态确定偏航控制精度的方法的流程图。
如图1中所示,本示例性实施例的动态确定偏航控制精度的方法可包括:采集和处理步骤S110:在预定时间段内采集多个风速数据和多个风向数据并对采集的多个风速数据和多个风向数据进行处理;模型建立步骤S120:根据经过处理的风速数据和风向数据建立风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的对应关系模型;精度确定步骤S130:根据当前风速数据、风向数据、预定的偏航疲劳值范围和预定的功率损失范围,通过所述对应关系模型确定与当前风速和当前风向变化角度对应的偏航控制精度。
作为示例,采集和处理步骤S110可包括:在所述预定时间段内采集多个风速数据,确定多个风速分仓和每个风速分仓的代表风速,确定采集的各个风速数据所属的风速分仓,将采集的各个风速数据调整为该风速数据所属的风速分仓的代表风速。可选择地,采集和处理步骤S110还可包括:在所述预定时间段内采集多个风向数据,确定多个风向分仓和每个风向分仓的代表风向,确定采集的各个风向数据所属的风向分仓,将采集的各个风向数据调整为该风向数据所属的风向分仓的代表风向。可针对下文涉及的风速数据和/或风向数据进行如上所述的调整。可按照国际电工委员会(International Electro technicalCommission,简称IEC)标准定义分仓的步长,也可自定义分仓的步长。例如,当风速分仓的步长是0.5米/秒,风速分仓的代表风速是3米/秒时,可将2.75米/秒至3.25米/秒的风速数据调整为3米/秒;当风向分仓的步长是5度,风向分仓的代表风向是3度时,可将1度至6度的风向数据调整为3度。
另外,采集和处理步骤S110还可包括:对采集的多个风速数据和多个风向数据进行低通滤波以滤除干扰数据。
作为示例,可通过如下操作计算与各个风速对应的风向变化角度:确定与各个风速对应的风向;计算与所述各个风速对应的风向在单位时间内的角度变化值作为与所述各个风速对应的风向变化角度。可计算与当前风速对应的风向在单位时间内的角度变化值作为当前风向变化角度。例如,当所述与当前风速对应的风向是5度,在单位时间内风向从5度变化为8度时,则当前风向变化角度是3度。
作为示例,可通过如下操作计算与各个风速对应的偏航控制精度:计算与任意一个风速对应的风向变化角度中各个风向变化角度出现的次数或各个风向变化角度的平均值;将出现的次数最多的风向变化角度或各个风向变化角度的平均值作为与所述任意一个风速对应的偏航控制精度。针对任意一个风速,当计算风向变化角度的单位时间不同时,可计算出多个风向变化角度。此时,可将计算出的多个风向变化角度中的出现次数最多的风向变化角度或各个风向变化角度的平均值作为与所述任意一个风速对应的偏航控制精度。然而,本发明不限于此,还可通过其他适当的方式计算与任意一个风速对应的偏航控制精度。例如,可建立风速与偏航控制精度之间的对应关系表,或建立风速、风向变化角度以及偏航控制精度之间的对应关系表,以便根据需要获得偏航控制精度。
作为示例,通过如下操作计算偏航疲劳值:根据各个风速以及与所述各个风速对应的风向变化角度和偏航控制精度仿真计算偏航系统消耗的使用寿命作为偏航疲劳值。
作为示例,通过如下操作计算功率损失:根据所述各个风速以及与所述各个风速对应的偏航控制精度仿真计算偏航系统损失的功率作为功率损失。
如上所述,通过计算与各个风速对应的风向变化角度的操作可建立风速和风向变化角度之间的对应关系,通过计算与各个风速对应的偏航控制精度的操作可建立风速和偏航控制精度之间的对应关系,通过计算偏航疲劳值的操作可建立风速、风向变化角度、偏航控制精度和偏航疲劳值之间的对应关系,通过计算功率损失的操作可建立风速、偏航控制精度和功率损失之间的对应关系。可根据这些对应关系获得风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的对应关系模型。例如,基于上述对应关系,可通过风速获得对应的风向变化角度;通过该风速获得对应的偏航控制精度;通过该风速、所述对应的风向变化角度、以及所述对应的偏航控制精度获得对应的偏航疲劳值;可通过该风速和所述对应的偏航控制精度获得对应的功率损失。由此可获得所述对应关系模型。
由于所述对应关系模型可表示风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的对应关系,因此可确定与当前风速和当前风向变化角度对应的至少一个关系组,所述至少一个关系组可具有:一个偏航控制精度、一个偏航疲劳值和一个功率损失。随后,可基于预定的偏航疲劳值范围和预定的功率损失范围从所述至少一个关系组中选出特定关系组,所述特定关系组中的偏航控制精度在所述预定的偏航疲劳值范围之内,功率损失在所述预定的功率损失范围之内。所述特定关系组中的偏航控制精度可作为与当前风速和当前风向变化角度对应的偏航控制精度。如果所述特定关系组有多个,则可从多个特定关系组的各个偏航控制精度中选择出满足如下条件中的一个条件的偏航控制精度作为最终确定的偏航控制精度:各个偏航控制精度中的最大偏航控制精度、各个偏航控制精度中的最小偏航控制精度、以及各个偏航控制精度的平均值。
作为示例,本示例性实施例的方法还可包括:精度调整步骤:根据以下项中的至少一项调整确定的与当前风速和当前风向变化角度对应的偏航控制精度:当前风向变化角度的大小、风力发电机组所在位置的地形特征。例如,如果当前风向变化角度小于第一阈值,则提高所述偏航控制精度;如果当前风向变化角度大于第二阈值,则降低所述偏航控制精度。
根据本发明的示例性实施例,在未执行本发明的动态确定偏航控制精度的方法的情况下,在30秒内风向变化角度达到9度并持续3分钟才开始偏航对风;在执行本发明的动态确定偏航控制精度的方法的情况下,偏航控制精度可从9度变化为3度,也就是说,在30秒内风向变化角度达到3度并持续3分钟就开始偏航对风。由此,可提前偏航对风,使风能更早得得到更大利用,从而提高发电效率。
图2示出根据本发明的示例性实施例的动态确定偏航控制精度的装置的框图。
如图2中所示,本示例性实施例的动态确定偏航控制精度的装置200可包括:数据采集和处理模块210,在预定时间段内采集多个风速数据和多个风向数据并对采集的多个风速数据和多个风向数据进行处理;模型建立模块220,根据经过处理的风速数据和风向数据建立风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的对应关系模型;精度确定模块230,根据当前风速数据、风向数据、预定的偏航疲劳值范围和预定的功率损失范围,通过所述对应关系模型确定与当前风速和当前风向变化角度对应的偏航控制精度。
作为示例,数据采集和处理模块210在所述预定时间段内采集多个风速数据,确定多个风速分仓和每个风速分仓的代表风速,确定采集的各个风速数据所属的风速分仓,将采集各个风速数据调整为该风速数据所属的风速分仓的代表风速。数据采集和处理模块210也可在所述预定时间段内采集多个风向数据,确定多个风向分仓和每个风向分仓的代表风向,确定采集的各个风向数据所属的风向分仓,将采集的各个风向数据调整为该风向数据所属的风向分仓的代表风向。可针对下文涉及的风速数据和/或风向数据进行如上所述的调整。可按照国际电工委员会(International Electro technical Commission,简称IEC)标准定义分仓的步长,也可自定义分仓的步长。例如,当风速分仓的步长是0.5米/秒,风速分仓的代表风速是3米/秒时,可将2.75米/秒至3.25米/秒的风速数据调整为3米/秒;当风向分仓的步长是5度,风向分仓的代表风向是3度时,可将1度至6度的风向数据调整为3度。
另外,数据采集和处理模块210还可对采集的多个风速数据和多个风向数据进行低通滤波以滤除干扰数据。
作为示例,所述模型建立模块220确定与各个风速对应的风向,并且计算与所述各个风速对应的风向在单位时间内的角度变化值作为与所述各个风速对应的风向变化角度。可计算与当前风速对应的风向在单位时间内的角度变化值作为当前风向变化角度。例如,当所述与当前风速对应的风向是5度,在单位时间内风向从5度变化为8度时,则当前风向变化角度是3度。
作为示例,所述模型建立模块220计算与任意一个风速对应的风向变化角度中各个风向变化角度出现的次数或各个风向变化角度的平均值,并且将出现的次数最多的风向变化角度或各个风向变化角度的平均值作为与所述任意一个风速对应的偏航控制精度。针对任意一个风速,当计算风向变化角度的单位时间不同时,可计算出多个风向变化角度。此时,可将计算出的多个风向变化角度中的出现次数最多的风向变化角度或各个风向变化角度的平均值作为与所述任意一个风速对应的偏航控制精度。然而,本发明不限于此,还可通过其他适当的方式计算与任意一个风速对应的偏航控制精度。例如,可建立风速与偏航控制精度之间的对应关系表,或建立风速、风向变化角度以及偏航控制精度之间的对应关系表,以便根据需要获得偏航控制精度。
作为示例,所述模型建立模块220根据各个风速以及与所述各个风速对应的风向变化角度和偏航控制精度仿真计算偏航系统消耗的使用寿命作为偏航疲劳值。
作为示例,所述模型建立模块220根据各个风速以及与所述各个风速对应的偏航控制精度仿真计算偏航系统损失的功率作为功率损失。
如上所述,通过计算与各个风速对应的风向变化角度的操作可建立风速和风向变化角度之间的对应关系,通过计算与各个风速对应的偏航控制精度的操作可建立风速和偏航控制精度之间的对应关系,通过计算偏航疲劳值的操作可建立风速、风向变化角度、偏航控制精度和偏航疲劳值之间的对应关系,通过计算功率损失的操作可建立风速、偏航控制精度和功率损失之间的对应关系。可根据这些对应关系获得风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的对应关系模型。例如,基于上述对应关系,可通过风速获得对应的风向变化角度;通过该风速获得对应的偏航控制精度;通过该风速、所述对应的风向变化角度、以及所述对应的偏航控制精度获得对应的偏航疲劳值;可通过该风速和所述对应的偏航控制精度获得对应的功率损失。由此可获得所述对应关系模型。
由于所述对应关系模型可表示风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的对应关系,因此可确定与当前风速和当前风向变化角度对应的至少一个关系组,所述至少一个关系组可具有:一个偏航控制精度、一个偏航疲劳值和一个功率损失。随后,可基于预定的偏航疲劳值范围和预定的功率损失范围从所述至少一个关系组中选出特定关系组,所述特定关系组中的偏航控制精度在所述预定的偏航疲劳值范围之内,功率损失在所述预定的功率损失范围之内。所述特定关系组中的偏航控制精度可作为与当前风速和当前风向变化角度对应的偏航控制精度。如果所述特定关系组有多个,则可从多个特定关系组的各个偏航控制精度中选择出满足如下条件中的一个条件的偏航控制精度作为最终确定的偏航控制精度:各个偏航控制精度中的最大偏航控制精度、各个偏航控制精度中的最小偏航控制精度、以及各个偏航控制精度的平均值。
作为示例,本示例性实施例的装置还可包括:精度调整模块(未示出):用于根据以下项中的至少一项调整确定的与当前风速和当前风向变化角度对应的偏航控制精度:当前风向变化角度的大小、风力发电机组所在位置的地形特征。例如,如果当前风向变化角度小于第一阈值,则提高所述偏航控制精度;如果当前风向变化角度大于第二阈值,则降低所述偏航控制精度。
根据本发明的示例性实施例,在未采用本发明的动态确定偏航控制精度的装置的情况下,在30秒内风向变化角度达到9度并持续3分钟才开始偏航对风;在采用本发明的动态确定偏航控制精度的装置的情况下,偏航控制精度可从9度变化为3度,也就是说,在30秒内风向变化角度达到3度并持续3分钟就开始偏航对风。由此,可提前偏航对风,使风能更早得得到更大利用,从而提高发电效率。
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上述实施例中的任意方法的指令。
根据本发明的另一示例性实施例,提供了一种动态确定偏航控制精度的装置。所述装置可包括:处理器;存储器,存储有当被处理器执行时使得处理器执行上述实施例中的任意方法的指令。
本发明的示例性实施例的动态确定偏航控制精度的方法和装置可适用于动态确定风力发电机组的偏航控制精度,可基于风力发电机组日常运行数据中的风速数据和风向数据,从整机的角度,充分考虑了风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的关系,由此动态确定偏航控制精度,并且可调整确定的偏航控制精度,由此实现不同风速和风向变化角度下的偏航控制精度的自适应调整,实现偏航控制精度的最优跟踪,以便最大化的捕获风能。
所述方法和装置具有简单、高效、易实现的优点,可通过对处理器执行的程序或指令的修改,实现偏航控制精度的动态确定,并调整偏航控制精度。
与传统的计算偏航控制精度的方法和装置相比,本发明的方法和装置充分考虑了风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的关系,因此,可确定更加准确、合理的偏航控制精度,以进行偏航对风,具有精细化、智能化、适用范围广、适应性强等优点。
所述计算机可读存储介质包含程序命令、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)
1.一种动态确定偏航控制精度的方法,其特征在于,所述方法包括:
在预定时间段内采集多个风速数据和多个风向数据并对采集的多个风速数据和多个风向数据进行处理;
根据经过处理的风速数据和风向数据建立风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的对应关系模型;
根据当前风速数据、风向数据、预定的偏航疲劳值范围和预定的功率损失范围,通过所述对应关系模型确定与当前风速和当前风向变化角度对应的偏航控制精度。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述在预定时间段内采集多个风速数据和多个风向数据并对采集的多个风速数据和多个风向数据进行处理包括:
在所述预定时间段内采集多个风速数据,确定多个风速分仓和每个风速分仓的代表风速,确定采集的各个风速数据所属的风速分仓,将采集的各个风速数据调整为该风速数据所属的风速分仓的代表风速。
3.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过如下操作计算与各个风速对应的风向变化角度:
确定与各个风速对应的风向;
计算与所述各个风速对应的风向在单位时间内的角度变化值作为与所述各个风速对应的风向变化角度。
4.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过如下操作计算与各个风速对应的偏航控制精度:
计算与任意一个风速对应的风向变化角度中各个风向变化角度出现的次数或各个风向变化角度的平均值;
将出现的次数最多的风向变化角度或各个风向变化角度的平均值作为与所述任意一个风速对应的偏航控制精度。
5.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过如下操作计算偏航疲劳值:
根据各个风速以及与所述各个风速对应的风向变化角度和偏航控制精度仿真计算偏航系统消耗的使用寿命作为偏航疲劳值。
6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,通过如下操作计算功率损失:
根据各个风速以及与所述各个风速对应的偏航控制精度仿真计算偏航系统损失的功率作为功率损失。
7.一种动态确定偏航控制精度的装置,其特征在于,所述装置包括:
数据采集和处理模块,在预定时间段内采集多个风速数据和多个风向数据并对采集的多个风速数据和多个风向数据进行处理;
模型建立模块,根据经过处理的风速数据和风向数据建立风速、风向变化角度、偏航控制精度、偏航疲劳值和功率损失之间的对应关系模型;
精度确定模块,根据当前风速数据、风向数据、预定的偏航疲劳值范围和预定的功率损失范围,通过所述对应关系模型确定与当前风速和当前风向变化角度对应的偏航控制精度。
8.如权利要求7所述的装置,其特征在于,数据采集和处理模块在所述预定时间段内采集多个风速数据,确定多个风速分仓和每个风速分仓的代表风速,确定采集的各个风速数据所属的风速分仓,将采集各个风速数据调整为该风速数据所属的风速分仓的代表风速。
9.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述模型建立模块确定与各个风速对应的风向,并且计算与所述各个风速对应的风向在单位时间内的角度变化值作为与所述各个风速对应的风向变化角度。
10.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述模型建立模块计算与任意一个风速对应的风向变化角度中各个风向变化角度出现的次数或各个风向变化角度的平均值,并且将出现的次数最多的风向变化角度或各个风向变化角度的平均值作为与所述任意一个风速对应的偏航控制精度。
11.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述模型建立模块根据各个风速以及与所述各个风速对应的风向变化角度和偏航控制精度仿真计算偏航系统消耗的使用寿命作为偏航疲劳值。
12.如权利要求7所述的装置,其特征在于,所述模型建立模块根据各个风速以及与所述各个风速对应的偏航控制精度仿真计算偏航系统损失的功率作为功率损失。
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中任一项所述的方法的指令。
14.一种动态确定偏航控制精度的装置,其特征在于,所述装置包括:
处理器;
存储器,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中任一项所述的方法的指令。
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110608135A (zh) * | 2019-10-29 | 2019-12-24 | 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 | 一种风电机组偏航控制方法、装置、设备及存储介质 |
CN110985291A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-10 | 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 | 偏航对风控制方法、装置、设备及存储介质 |
CN115828439A (zh) * | 2021-09-17 | 2023-03-21 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风力发电机组异常损耗的识别方法及装置 |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110206682B (zh) * | 2018-02-28 | 2020-06-26 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 动态确定偏航控制精度的方法和装置 |
CN112145376B (zh) * | 2020-09-29 | 2021-06-22 | 沈阳航空航天大学 | 一种风力机全时效率测定方法 |
CN113482853B (zh) * | 2021-08-06 | 2023-02-24 | 贵州大学 | 一种偏航控制方法、系统、电子设备及储存介质 |
US11674498B1 (en) | 2022-04-21 | 2023-06-13 | General Electric Renovables Espana, S.L. | Systems and methods for controlling a wind turbine |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101012809A (zh) * | 2007-02-08 | 2007-08-08 | 上海交通大学 | 基于风向标和输出功率的风力机偏航控制方法 |
CN103899497A (zh) * | 2012-12-27 | 2014-07-02 | 西门子公司 | 检测风力涡轮机的偏航误差度的方法 |
CN104018987A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-09-03 | 同济大学 | 一种风力发电机偏航系统的控制方法 |
CN105569922A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-11 | 大连尚能科技发展有限公司 | 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 |
CN106150904A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-23 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种风力发电机组偏航系统控制性能优化方法及系统 |
GB2545448A (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-21 | Zephir Ltd | Turbine arrangement |
WO2017205221A1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | General Electric Company | System and method for forecasting power output of a wind farm |
Family Cites Families (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7822560B2 (en) * | 2004-12-23 | 2010-10-26 | General Electric Company | Methods and apparatuses for wind turbine fatigue load measurement and assessment |
JP5022102B2 (ja) | 2007-05-25 | 2012-09-12 | 三菱重工業株式会社 | 風力発電装置、風力発電システムおよび風力発電装置の発電制御方法 |
EP2325480A1 (en) | 2009-11-24 | 2011-05-25 | Siemens Aktiengesellschaft | Method for controlling the operation of a wind turbine and wind turbine load control system |
ITBA20100003U1 (it) | 2010-01-12 | 2010-04-13 | Domenico Sivilli | Sistema per controllo di imbardata "rudder s.d." per generatore minieolico da kw 1 a kw 90 |
CN104314754B (zh) * | 2014-08-20 | 2017-04-05 | 国家电网公司 | 一种偏航控制方法与偏航控制系统 |
CN104196680A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-10 | 南京达沙信息科技有限公司 | 基于临近预测的风机预知性偏航控制 |
CN104481804B (zh) * | 2014-12-05 | 2017-02-22 | 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 |
CN104632521B (zh) * | 2014-12-19 | 2017-08-01 | 风脉(武汉)可再生能源技术有限责任公司 | 一种基于偏航校正的风电功率优化系统及其方法 |
US10422319B2 (en) | 2015-06-30 | 2019-09-24 | Vestas Wind Systems A/S | Control method and system for wind turbines |
DK201570559A1 (en) | 2015-08-28 | 2017-03-27 | Vestas Wind Sys As | Methods and Systems for Generating Wind Turbine Control Schedules |
CN107304746B (zh) | 2016-04-20 | 2020-07-17 | 北京天诚同创电气有限公司 | 风力发电机组及其运行控制方法与设备 |
CN107152374B (zh) | 2017-05-23 | 2019-10-25 | 北京三力新能科技有限公司 | 一种风力发电机组偏航控制方法 |
CN110206682B (zh) * | 2018-02-28 | 2020-06-26 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 动态确定偏航控制精度的方法和装置 |
-
2018
- 2018-02-28 CN CN201810168123.4A patent/CN110206682B/zh active Active
- 2018-08-01 AU AU2018411217A patent/AU2018411217B2/en active Active
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- 2018-08-01 US US16/763,226 patent/US11868105B2/en active Active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101012809A (zh) * | 2007-02-08 | 2007-08-08 | 上海交通大学 | 基于风向标和输出功率的风力机偏航控制方法 |
CN103899497A (zh) * | 2012-12-27 | 2014-07-02 | 西门子公司 | 检测风力涡轮机的偏航误差度的方法 |
CN104018987A (zh) * | 2014-03-26 | 2014-09-03 | 同济大学 | 一种风力发电机偏航系统的控制方法 |
CN105569922A (zh) * | 2015-12-16 | 2016-05-11 | 大连尚能科技发展有限公司 | 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 |
GB2545448A (en) * | 2015-12-16 | 2017-06-21 | Zephir Ltd | Turbine arrangement |
WO2017205221A1 (en) * | 2016-05-23 | 2017-11-30 | General Electric Company | System and method for forecasting power output of a wind farm |
CN106150904A (zh) * | 2016-07-01 | 2016-11-23 | 华北电力科学研究院有限责任公司 | 一种风力发电机组偏航系统控制性能优化方法及系统 |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110608135A (zh) * | 2019-10-29 | 2019-12-24 | 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 | 一种风电机组偏航控制方法、装置、设备及存储介质 |
CN110608135B (zh) * | 2019-10-29 | 2020-10-27 | 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 | 一种风电机组偏航控制方法、装置、设备及存储介质 |
CN110985291A (zh) * | 2019-12-13 | 2020-04-10 | 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 | 偏航对风控制方法、装置、设备及存储介质 |
CN110985291B (zh) * | 2019-12-13 | 2021-07-30 | 中国船舶重工集团海装风电股份有限公司 | 偏航对风控制方法、装置、设备及存储介质 |
CN115828439A (zh) * | 2021-09-17 | 2023-03-21 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风力发电机组异常损耗的识别方法及装置 |
CN115828439B (zh) * | 2021-09-17 | 2024-02-02 | 北京金风科创风电设备有限公司 | 风力发电机组异常损耗的识别方法及装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
ES2909606T3 (es) | 2022-05-09 |
US11868105B2 (en) | 2024-01-09 |
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