CN111350637A - 卫星航向数据的处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种卫星航向数据的处理方法和装置，该处理方法包括：从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据；确定获取的当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据；如果获取的当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，则基于卫星定位系统的历史卫星航向数据以及风电机组当前时刻的偏航信息来获得当前时刻的有效航向数据。采用本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理方法和装置，能够准确判断卫星定位系统数据的有效性，并提高了风电机组对卫星定位系统异常时的监控和处理能力。

Description

卫星航向数据的处理方法和装置

技术领域

本发明总体说来涉及风电技术领域，更具体地讲，涉及一种卫星航向数据的处理方法和装置。

背景技术

目前，风电机组一般无法获得绝对航向(这里，绝对航向是指风电机组的机舱轴线与地理真北方向之间的夹角)，此时可借助于卫星定位系统来计算获得风电机组的绝对航向。绝对航向的获得增加了对风电场全部风电机组进行控制的基础信息，通过制定合理的控制策略可以有效提升整个风电场的发电量。

但是卫星定位系统在风电机组应用过程中，偶尔会出现航向失锁现象，航向失锁现象是指卫星定位系统无法利用已接收到的卫星信息解析出有效航向数据的现象。航向失锁现象可能是由于电离层折射的影响、对流层折射影响、多路径影响、工作环境电磁干扰影响、在一地点一时间段卫星分布不好等情况影响而产生的。另外，应用在风电机组中的卫星定位系统的信号接收器(即，天线)通常是安装在风电机组的内部，由于机舱罩体的不均匀性等原因可能导致出现卫星信号衍射、干涉、反射问题严重、两天线共星效果差的问题，也会导致出现航向失锁现象。

航向数据除了用于数据分析处理之外，也可以用于风电机组的控制管理，因此航向数据的准确性、有效性、可靠性对于风电机组的正常稳定运行至关重要。目前，对于航向失锁现象仅能够进行被动响应，即，风电机组切换为基于无航向信息的控制策略进行动作，此时无法为数据分析处理和风电机组的控制管理提供有力的数据支撑。此外，在卫星定位系统正常输出有效的航向数据时，也无法100％保证航向数据的准确有效，此时如果直接使用卫星定位系统输出的航向数据来应用，会带来一定安全的隐患，还会造成资源的浪费。

发明内容

本发明的示例性实施例的目的在于提供一种卫星航向数据的处理方法和装置，以克服上述至少一个缺陷。

在一个总体方面，提供一种卫星航向数据的处理方法，所述处理方法包括：从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据；确定获取的当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据；如果获取的当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，则基于卫星定位系统的历史卫星航向数据以及风电机组当前时刻的偏航信息来获得当前时刻的有效航向数据。

可选地，确定获取的当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据的步骤可包括：基于卫星定位系统当前时刻的航向锁定状态字和/或基于卫星定位系统当前时刻的卫星航向数据与上一时刻的卫星航向数据之间的数据变化量，确定当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据，其中，所述航向锁定状态字可用于指示卫星航向数据的有效性。

可选地，确定获取的当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据的步骤可包括：如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为无效数据和/或所述数据变化量大于第一设定阈值，则确定当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为有效数据且所述数据变化量不大于第一设定阈值，则确定当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据。

可选地，所述偏航信息可包括风电机组的偏航状态，所述偏航状态可用于指示风电机组是否发生了偏航动作，其中，基于卫星定位系统的历史卫星航向数据以及风电机组当前时刻的偏航信息来获得当前时刻的有效航向数据的步骤可包括：基于风电机组的偏航状态，确定从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻开始至当前时刻风电机组是否发生了偏航动作，如果风电机组没有发生偏航动作，则将最近一次获取到的有效航向数据确定为当前时刻的有效航向数据。

可选地，所述偏航信息可还包括风电机组的偏航时长，其中，基于卫星定位系统的历史卫星航向数据以及风电机组当前时刻的偏航信息来获得当前时刻的有效航向数据的步骤可还包括：如果风电机组发生了偏航动作，则确定所述偏航动作的开始时刻以及从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长；根据风电机组的偏航角速度以及所述偏航时长，确定风电机组从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航数据；基于在所述偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的卫星航向数据以及所述偏航数据，获得当前时刻的有效航向数据。

可选地，所述偏航数据可为风电机组的偏航角速度与所述偏航时长的乘积，其中，卫星定位系统的卫星航向数据可包括卫星定位系统的航向角的角度值，当前时刻的有效航向数据可为在所述偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的航向角的角度值与所述乘积之和。

可选地，所述偏航信息可还包括偏航动作的累积失效偏航误差，其中，确定所述偏航动作的开始时刻以及从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长的步骤可包括：确定风电机组的偏航动作的累积失效偏航误差是否大于误差限值；如果风电机组的累积失效偏航误差不大于误差限值，则确定所述偏航动作的开始时刻以及从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长。

可选地，风电机组的累积失效偏航误差可包括与从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻开始至当前时刻风电机组经由偏航动作累积旋转的偏航角度所对应的偏航角度累积误差，或者风电机组的累积偏航动作时间。

可选地，所述处理方法可还包括：在卫星定位系统首次接入风电机组的控制系统时，确定卫星定位系统是否正常启动，其中，如果确定卫星定位系统正常启动，则可从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据。

可选地，确定卫星定位系统是否正常启动的步骤可包括：获取在卫星定位系统首次接入风电机组的控制系统之后的预定时间段内的卫星定位系统的卫星航向数据；确定所述预定时间段内的卫星航向数据是否符合预定变化规律；如果符合所述预定变化规律，则确定卫星定位系统没有正常启动；如果不符合所述预定变化规律，则确定卫星定位系统正常启动。

可选地，所述预定变化规律可包括以下项中的至少一项：在所述预定时间段内从卫星定位系统获取的航向锁定状态字始终指示卫星定位系统的卫星航向数据为无效航向数据；与所述预定时间段内的任一一对相邻采样时间点对应的卫星航向数据的数据变化量大于第二设定阈值；在所述预定时间段内从卫星定位系统获取的卫星航向数据为一固定值。

在另一总体方面，提供一种卫星航向数据的处理装置，所述处理装置包括：航向数据获取模块，从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据；数据有效性确定模块，确定获取的当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据；有效数据确定模块，如果获取的当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，则基于卫星定位系统的历史卫星航向数据以及风电机组当前时刻的偏航信息来获得当前时刻的有效航向数据。

可选地，数据有效性确定模块可基于卫星定位系统当前时刻的航向锁定状态字和/或基于卫星定位系统当前时刻的卫星航向数据与上一时刻的卫星航向数据之间的数据变化量，确定当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据，其中，所述航向锁定状态字可用于指示卫星航向数据的有效性。

可选地，如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为无效数据和/或所述数据变化量大于第一设定阈值，则数据有效性确定模块可确定当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为有效数据且所述数据变化量不大于第一设定阈值，则数据有效性确定模块可确定当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据。

可选地，所述偏航信息可包括风电机组的偏航状态，所述偏航状态可用于指示风电机组是否发生了偏航动作，其中，有效数据确定模块可包括：偏航状态确定子模块，基于风电机组的偏航状态，确定从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻开始至当前时刻风电机组是否发生了偏航动作，数据确定子模块，如果风电机组没有发生偏航动作，则将最近一次获取到的有效航向数据确定为当前时刻的有效航向数据。

可选地，所述偏航信息可还包括风电机组的偏航时长，其中，有效数据确定模块可还包括：偏航时长确定子模块，如果风电机组发生了偏航动作，则确定所述偏航动作的开始时刻以及从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长，偏航数据确定子模块，根据风电机组的偏航角速度以及所述偏航时长，确定风电机组从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航数据，航向数据确定子模块，基于在所述偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的卫星航向数据以及所述偏航数据，获得当前时刻的有效航向数据。

可选地，所述偏航数据可为风电机组的偏航角速度与所述偏航时长的乘积，其中，卫星定位系统的卫星航向数据可包括卫星定位系统的航向角的角度值，当前时刻的有效航向数据可为在所述偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的航向角的角度值与所述乘积之和。

可选地，所述偏航信息可还包括偏航动作的累积失效偏航误差，其中，有效数据确定模块可还包括：累积误差判断子模块，确定风电机组的偏航动作的累积失效偏航误差是否超过误差限值，其中，如果风电机组的累积失效偏航误差没有大于误差限值，则偏航时长确定子模块可确定所述偏航动作的开始时刻以及从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长。

可选地，风电机组的累积失效偏航误差可包括与从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻开始至当前时刻风电机组经由偏航动作累积旋转的偏航角度所对应的偏航角度累积误差，或者风电机组的累积偏航动作时间。

可选地，所述处理装置可还包括：启动判断模块，在卫星定位系统首次接入风电机组的控制系统时，确定卫星定位系统是否正常启动，其中，如果确定卫星定位系统正常启动，则航向数据获取模块可从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据。

可选地，启动判断模块可获取在卫星定位系统首次接入风电机组的控制系统之后的预定时间段内的卫星定位系统的卫星航向数据，确定所述预定时间段内的卫星航向数据是否符合预定变化规律，如果符合所述预定变化规律，则确定卫星定位系统没有正常启动，如果不符合所述预定变化规律，则确定卫星定位系统正常启动。

可选地，所述预定变化规律可包括以下项中的至少一项：在所述预定时间段内从卫星定位系统获取的航向锁定状态字始终指示卫星定位系统的卫星航向数据为无效航向数据；与所述预定时间段内的任一一对相邻采样时间点对应的卫星航向数据的数据变化量大于第二设定阈值；在所述预定时间段内从卫星定位系统获取的卫星航向数据为一固定值。

在另一总体方面，提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，当所述计算机程序在被处理器执行时实现上述的卫星航向数据的处理方法。

在另一总体方面，提供一种风电机组，包括控制系统，所述控制系统从卫星定位系统获取卫星航向数据，以执行上述的卫星航向数据的处理方法。

采用本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理方法和装置，能够准确判断卫星定位系统数据的有效性，并提高了风电机组对卫星定位系统异常时的监控和处理能力。

附图说明

通过下面结合附图进行的描述，本发明的上述和其他目的和特点将会变得更加清楚，其中：

图1示出根据本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理方法的流程图；

图2示出根据本发明示例性实施例的确定卫星定位系统是否正常启动的步骤的流程图；

图3示出根据本发明示例性实施例的基于风电机组的偏航状态和偏航时长确定有效航向数据的步骤的流程图；

图4示出根据本发明示例性实施例的基于风电机组的偏航状态、偏航时长以及累积失效偏航误差确定有效航向数据的步骤的流程图；

图5示出根据本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理装置的框图；

图6示出根据本发明示例性实施例的有效数据确定模块的框图；

图7示出根据本发明示例性实施例的风电机组控制系统的框图；

图8示出根据本发明示例性实施例的卫星定位系统在风电机组上的安装示意图。

具体实施方式

现在，将参照附图更充分地描述不同的示例实施例，一些示例性实施例在附图中示出。

图1示出根据本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理方法的流程图。

参照图1，在步骤S10中，从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据。

在一优选实施例中，根据本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理方法可还包括：在卫星定位系统首次接入风电机组的控制系统时，确定卫星定位系统是否正常启动。如果确定卫星定位系统正常启动，则从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据。

这里，在卫星定位系统首次接入控制系统时增加上述的启动异常判断过程，可以提高从卫星定位系统获取的卫星航向数据的准确性和可靠性。下面参照图2来介绍确定卫星定位系统是否正常启动的步骤。

图2示出根据本发明示例性实施例的确定卫星定位系统是否正常启动的步骤的流程图。

参照图2，在步骤S201中，获取在卫星定位系统首次接入风电机组的控制系统之后的预定时间段内的卫星定位系统的卫星航向数据。

例如，可从卫星定位系统接入风电机组的控制系统的时刻到当前时刻的时间段对应的卫星航向数据中任意选取一预定时间段内的卫星航向数据，来用于对卫星定位系统的启动异常判断。

在步骤S202中，确定预定时间段内的卫星定位系统的卫星航向数据是否符合预定变化规律。

作为示例，预定变化规律可包括以下项中的至少一项：在预定时间段内从卫星定位系统获取的航向锁定状态字始终指示卫星定位系统的卫星航向数据为无效航向数据；与预定时间段内的任一一对相邻采样时间点对应的卫星航向数据的数据变化量超出第二设定阈值；在预定时间段内从卫星定位系统获取的卫星航向数据为一固定值(即，卫星航向数据保持始终不变)。

在一优选示例中，预定时间段的时间长度可为1分钟，此时可获取1分钟的卫星航向数据和/或航向锁定状态字，以用于对卫星定位系统的启动异常判断。应理解，本发明不限于此，本领域技术人员可以根据实际需求来调整预定时间段的时间长度。

针对基于航向锁定状态字来确定预定时间段内的卫星航向数据是否符合预定变化规律的情况，优选地，可还从卫星定位系统获取预定时间段内的卫星定位系统的航向锁定状态字，以基于获取的航向锁定状态字来确定预定时间段内的卫星航向数据是否符合预定变化规律。

这里，卫星定位系统的航向锁定状态字可用于指示卫星航向数据的有效性。表1示出卫星定位系统的航向锁定状态字的示例。

表1

状态字	内容	备注
			2	定位定向功能	输出有效航向数据(可能存在异常)
1	定位不定向功能	输出无效航向数据
			0	不定位不定向	输出无效航向数据

在表1所示的示例中，卫星定位系统具备三种状态，并以相关状态字显示，通过获取卫星定位系统的航向锁定状态字即可以获悉卫星航向数据是否可以正常使用。

以表1所示为例，如果在预定时间段内航向锁定状态字始终指示为0或1，则表明卫星定位系统处于航向失锁状态，即，卫星定位系统发生航向失锁现象，此时可认为卫星航向数据符合预定变化规律。如果在预定时间段内航向锁定状态字始终指示为2，则可认为卫星定位系统的卫星航向数据不符合预定变化规律。

应理解，表1所示的航向锁定状态字的形式仅为示例，在本示例中是以航向锁定状态字指示三种状态来介绍的，但本发明不限于此，还可以采用其他形式来表示航向锁定状态字，也可以改变航向锁定状态字所指示的状态的数量。

针对基于与相邻采样时间对应的卫星航向数据的数据变化量来确定预定时间段内的卫星航向数据是否符合预定变化规律的情况，该预定时间段内可包括多个采样时间点，计算每对相邻采样时间点对应的卫星航向数据的数据变化量，如果存在任一一对相邻采样时间点对应的卫星航向数据的数据变化量大于第二设定阈值，则表明预定时间段内的卫星航向数据符合预定变化规律，如果每对相邻采样时间点对应的卫星航向数据的数据变化量均不大于(均小于或等于)第二设定阈值，则表明预定时间段内的卫星航向数据不符合预定变化规律。也就是说，上述过程是判断在一采样间隔内(相邻采样时间点之间的时间间隔内)卫星航向数据的波动是否在允许的数据波动范围内。

例如，可假设预定时间段的时间长度为1分钟，且每隔1秒进行一次采样，此时，可判断每1秒内卫星航向数据的数据变化量是否超出第二设定阈值。

在一示例中，第二设定阈值根据需要可以设定为一额定值。优选地，由于卫星定位系统的卫星航向数据的秒级变化不应超过5度，因此可将上述额定值设置为5度。

在另一示例中，可以基于与风速相关的函数矩阵来确定第二设定阈值的大小。

这里，考虑到风电机组的航向角的变化与风速相关，因此可以根据风速的变化来调整第二设定阈值的大小。

应理解，上述所列举的各参数的具体数值仅为示例，本发明不限于此，本领域技术人员可以根据实际需要来调整上述各参数的具体数值的大小。

针对上述固定值检测方式来确定预定时间段内的卫星航向数据是否符合预定变化规律的情况，这是由于当卫星定位系统出现设备卡死现象时，卫星定位系统仍可以输出卫星航向数据，并且输出的卫星航向数据一直保持不变，但此时输出的卫星航向数据不一定准确。基于此，可认为当卫星定位系统出现设备卡死现象时卫星定位系统没有正常启动，此时从卫星定位系统获取的卫星航向数据也是不可用的。

如果预定时间段内的卫星航向数据符合预定变化规律，则执行步骤S203：确定卫星定位系统没有正常启动。当预定时间段内的卫星航向数据符合预定变化规律时，可认为卫星定位系统可能出现了航向失锁现象或者设备卡死现象，由此确定卫星定位系统没有正常启动，并且此时从卫星定位系统获取的卫星航向数据不可用。

优选地，可以重新获取卫星定位系统的卫星航向数据，并重复上述的判断过程，直至确定卫星定位系统正常启动。

如果预定时间段内的卫星航向数据不符合预定变化规律，则执行步骤S204：确定卫星定位系统正常启动。当预定时间段内的卫星航向数据不符合预定变化规律时，表明卫星定位系统已经正常启动，并且此时从卫星定位系统获取的不航向数据可用。

应理解，上述图2所示的确定卫星定位系统是否正常启动的步骤仅为示例，本发明不限于此，本领域技术人员还可以采用其他方法来确定卫星定位系统是否正常启动，例如，可通过读取用于指示卫星定位系统是否正常启动的状态字来确定卫星定位系统是否正常启动。

利用图2所示的步骤，通过对预定时间段内的卫星航向数据的判断可以确定卫星定位系统是否正常启动，还可以确定卫星定位系统在启动后是否进入稳定运行状态。

在卫星定位系统正常启动(进入稳定运行状态)之后，可基于图1所示的方法来确定卫星定位系统是否发生航向失锁现象，并在卫星定位系统发生航向失锁现象时，通过结合偏航信息来获取到有效航向数据。

返回图1，在步骤S20中，确定获取的当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据。

第一种情况，基于卫星定位系统当前时刻的航向锁定状态字，确定当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据。此时，可还从卫星定位系统获取当前时刻的航向锁定状态字，优选地，可在从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据的同时获取当前时刻的航向锁定状态字，但本发明不限于此，还可以在获取卫星航向数据之前或者之后获取航向锁定状态字。

在此情况下，如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，则确定当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据。例如，以表1所示为例，如果当前时刻的航向锁定状态字为0或1，则确定当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据。

相应地，如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据，则确定当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据。例如，以表1所示为例，如果当前时刻的航向锁定状态字为2，则确定当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据。

第二种情况，基于卫星定位系统当前时刻的卫星航向数据与上一时刻的卫星航向数据之间的数据变化量，确定当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据。

在此情况下，如果确定上述数据变化量大于第一设定阈值，则确定当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据。如果确定上述数据变化量不大于(即，小于或等于)第一设定阈值，则确定当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据。

例如，如果

则

为无效航向数据，如果

则

为有效航向数据，这里，

表示当前时刻(i时刻)的卫星航向数据，

表示上一时刻(i-1时刻)的卫星航向数据，

表示第一设定阈值。

这里，第一设定阈值的大小与第二设定阈值的大小可相同也可不同。优选地，如果从卫星定位系统获取卫星航向数据的时间间隔与上述针对预定时间段内的卫星航向数据的采样间隔一致，则可将第一设定阈值与第二设定阈值设置为同一值。

第三种情况，基于卫星定位系统当前时刻的航向锁定状态字和基于卫星定位系统当前时刻的卫星航向数据与上一时刻的卫星航向数据之间的数据变化量，确定当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据。

在此情况下，如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据和/或数据变化量大于第一设定阈值，则确定当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据。相应地，如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为有效数据且数据变化量不大于第一设定阈值，则确定当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据。

如果获取的当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，则执行步骤S30：基于卫星定位系统的历史卫星航向数据以及风电机组当前时刻的偏航信息来获得当前时刻的有效航向数据。

这里，当确定获取的当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据时，可认为卫星定位系统发生了航向失效现象，此时可通过将卫星定位系统的历史卫星航向数据与风电机组当前时刻的偏航信息相结合来获得有效航向数据。

应理解，由于从卫星定位系统所获取的卫星航向数据的精确性相对较高，而风电机组的偏航系统提供的偏航信息的误差相对较大，因此，当卫星定位系统出现卫星航向数据的短时失效时，可考虑用偏航信息对卫星定位系统的卫星航向数据进行修正或补充，即，通过将偏航信息和卫星定位系统的卫星航向数据进行结合以获得当前时刻的有效航向数据。

基于此，在本发明示例性实施例中，针对卫星定位系统发生航向失锁现象的情况，提出三种获得有效航向数据的方式，下面针对这三种方式进行详细介绍。

在第一实施例中，可基于风电机组的偏航状态以及卫星定位系统的历史卫星航向数据来获得卫星定位系统发生航向失锁现象时的有效航向数据。

在本实施例中，卫星定位系统的历史卫星航向数据可包括从卫星定位系统最近一次获取到的有效航向数据，即，在卫星定位系统发生航向失锁现象之前最近一次获取到的卫星航向数据。风电机组的偏航信息可包括风电机组的偏航状态，这里，偏航状态可用于指示风电机组是否发生了偏航动作。

作为示例，风电机组的偏航状态可分为三种：无偏航动作、逆时针偏航(即，左偏航)、顺时针偏航(即，右偏航)。这里，当偏航状态指示风电机组进行左偏航或右偏航时，表明风电机组存在偏航动作，当偏航状态指示风电机组无偏航动作时，表明风电机组没有发生偏航动作。

具体说来，可基于风电机组的偏航状态，确定从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻开始至当前时刻风电机组是否发生了偏航动作，如果风电机组没有发生偏航动作，则可认为风电机组当前时刻的航向与从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻的航向相比基本不存在变化，此时可将最近一次获取到的有效航向数据确定为当前时刻的有效航向数据。

如果风电机组发生了偏航动作，则认为风电机组当前时刻的航向与从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻的航向相比发生了变化，此时从卫星定位系统获取的卫星航向数据为无效航向数据，即，无法获得当前时刻的有效航向数据。例如，在卫星定位系统发生了航向失锁现象之后，如果风电机组发生了左偏航或右偏航，则无法获得当前时刻的有效航向数据，此时可返回至步骤S10继续获取卫星航向数据，风电机组切换为无航向功能模式。

应理解，当从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据之后，风电机组一直未启动过偏航控制，即，风电机组没有发生过偏航动作，由于风电机组的工作原理和特性，改变风电机组的航向的方式只有偏航动作，因此，在风电机组没有发生偏航动作时，可认为风电机组的航向没有发生改变。

也就是说，在卫星定位系统出现航向失锁现象但风电机组不存在偏航动作时，风电机组的航向从出现航向失锁现象开始基本不存在变化，此时根据卫星定位系统的历史卫星航向数据仍然可以获得有效航向数据，即，可将卫星定位系统最近一次获取到的有效航向数据确定为当前时刻的有效航向数据。

在第二实施例中，可基于风电机组的偏航状态、偏航时长以及卫星定位系统的历史卫星航向数据来获得有效航向数据。

这里，在本发明示例性实施例中，针对在卫星定位系统发生了航向失锁现象之后，风电机组发生了偏航动作的情况，考虑到一类机型的风电机组的偏航角速度一般是一固定值，因此如果获知在卫星定位系统发生航向失锁现象之后风电机组的偏航时长以及风电机组的偏航角速度即可获得风电机组的偏航角度，再结合卫星定位系统的历史卫星航向数据仍是可以获得当前时刻的有效航向数据的。

在此情况下，风电机组的偏航信息除包括偏航状态之外，可还包括风电机组的偏航时长，即，偏航动作持续的时间。卫星定位系统的历史卫星航向数据可包括在偏航动作的开始时刻从卫星定位系统获取的有效航向数据。

优选地，如果在卫星定位系统发生航向失锁现象之后风电机组发生过多次偏航动作，则上述偏航时长可包括每次偏航动作的时长。卫星定位系统的历史卫星航向数据可包括多次偏航动作中首次发生偏航动作的开始时刻从卫星定位系统获取的有效航向数据。

下面参照图3来介绍基于风电机组的偏航状态和偏航时长确定有效航向数据的步骤。

图3示出根据本发明示例性实施例的基于风电机组的偏航状态和偏航时长确定有效航向数据的步骤的流程图。

参照图3，在步骤S301中，确定风电机组是否发生了偏航动作。即，确定风电机组从发生航向失锁现象之后(也可确定最近一次获取到卫星定位系统的有效航向数据之后)是否发生了偏航动作。

如果风电机组没有发生偏航动作，则执行步骤S302：将最近一次获取到的有效航向数据确定为当前时刻的有效航向数据。

如果风电机组发生了偏航动作，则执行步骤S303：确定偏航动作的开始时刻以及从偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长。

如果在卫星定位系统发生航向失锁现象之后，风电机组仅发生过一次偏航动作，则在此情况下，偏航动作的开始时刻为本次偏航动作的开始时刻，偏航时长为本次偏航动作的偏航时长。如果在卫星定位系统发生航向失锁现象之后，风电机组发生过多次偏航动作，则此时偏航动作的开始时刻为多次偏航动作中的首次偏航动作的开始时刻，偏航时长包括每次偏航动作的偏航时长。

在步骤S304中，根据风电机组的偏航角速度以及偏航时长，确定风电机组从偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航数据。作为示例，偏航数据可为风电机组的偏航角速度与偏航时长的乘积。

针对上述风电机组仅发生过一次偏航动作的情况，可根据风电机组的偏航角速度和本次偏航动作的偏航时长来确定偏航数据，即，将风电机组的偏航角速度与本次偏航动作的偏航时长的乘积确定为从本次偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航数据。

针对上述风电机组发生过多次偏航动作的情况，可根据风电机组的偏航角速度和每次偏航动作的偏航时长分别确定每次偏航动作对应的偏航数据，将多次偏航动作对应的偏航数据之和作为从首次偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航数据。

在步骤S305中，基于在偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的卫星航向数据以及偏航数据，获得当前时刻的有效航向数据。

作为示例，卫星定位系统的卫星航向数据可包括卫星定位系统的航向角的角度值，即，从卫星定位系统获取的风电机组的绝对航向，该绝对航向指风电机组的机舱轴线与地理正北方向之间的夹角。作为示例，偏航数据可包括风电机组经由偏航动作之后旋转的偏航角度。

在此情况下，当前时刻的有效航向数据可为在偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的航向角的角度值与上述乘积(即，风电机组旋转的偏航角度)之和。

例如，可通过如下公式来计算当前时刻的有效航向数据：

公式(1)中，

为在偏航动作的开始时刻t₀的卫星定位系统的卫星航向数据，ω为风电机组的偏航角速度，t为从偏航动作的开始时刻t₀至当前时刻的偏航时长。这里，可定义当风电机组发生右偏航动作时ω为正值，当发生左偏航动作时ω为负值，通常|ω|＜1度/秒。但本发明不限于此，也可以定义当发生右偏航动作时ω为负值，当发生左偏航动作时ω为正值。

在第三实施例中，可基于风电机组的偏航状态、偏航时长、累积失效偏航误差以及卫星定位系统的历史卫星航向数据来获得有效航向数据。

在本实施例中，风电机组的偏航信息除包括偏航状态和偏航时长之外，可还包括偏航动作的累积失效偏航误差。这是，由于考虑到卫星定位系统长时间处于航向失锁状态时，偏航动作仅考虑恒定的偏航角速度会产生累计失效偏航误差，因此，需在确定当前时刻的有效航向数据时需考虑到累计失效偏航误差对数据准确性的影响。

在一个示例中，累积失效偏航误差可指从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻(即，卫星定位系统发生航向失锁现象的时刻)开始至当前时刻风电机组经由偏航动作累积旋转的偏航角度所对应的偏航角度累积误差。在此情况下，误差限值可包括偏航精度限值。

对于风电机组发生一次偏航动作的情况，累积旋转的偏航角度即为本次偏航动作的偏航角度，对于风电机组发生多次偏航动作的情况，累积旋转的偏航角度可指多次偏航动作对应的偏航角度之和。

优选地，可预先设定一偏航角度与偏航角度累积误差的对应关系，基于该预先设定的对应关系可以确定与风电机组累积旋转的偏航角度对应的偏航角度累积误差。作为示例，上述对应关系可为偏航角度为360度时对应的偏航角度累计误差为5度，应理解，上述所列举的对应关系仅为示例，本领域技术人员可以实际需要来调整偏航角度与偏航角度累积误差的对应关系。

在另一示例中，累积失效偏航误差可指风电机组的累积偏航动作时间。此时，误差限值可包括偏航时间限值。对于风电机组发生一次偏航动作的情况，累积偏航动作时间即为本次偏航动作的偏航时长，对于风电机组发生多次偏航动作的情况，累积偏航动作时间可指多次偏航动作的偏航时长之和。

下面参照图4来介绍基于风电机组的偏航状态、偏航时长以及累积失效偏航误差确定有效航向数据的步骤。

图4示出根据本发明示例性实施例的基于风电机组的偏航状态、偏航时长以及累积失效偏航误差确定有效航向数据的步骤的流程图。

参照图4，在步骤S301中，确定风电机组是否发生了偏航动作。即，确定风电机组从最近一次获取到卫星定位系统的有效航向数据之后是否发生了偏航动作。

如果风电机组没有发生偏航动作，则执行步骤S302：将最近一次获取到的有效航向数据确定为当前时刻的有效航向数据。

如果风电机组发生了偏航动作，则执行步骤S306：确定风电机组的累积失效偏航误差。

在步骤S307中，确定风电机组的累积失效偏航误差是否超过误差限值(即，是否大于误差限值)。

例如，可确定偏航角度累积误差是否大于偏航精度限值，或者确定累积偏航动作时间是否大于偏航时间限值。

优选地，可根据使用有效航向数据的不同应用场景来设置相应的误差限值，也就是说，可根据使用有效航向数据的控制策略的不同来设置相应的误差限值。

作为示例，当应用场景为尾流控制时，即，将有效航向数据应用到与尾流控制相关的控制策略中时，由于尾流控制中所需的卫星航向数据的精度为1度，此时可基于每发生360度的偏航角度会产生5度的偏航角度误差的假设，将偏航精度限值确定为72度。当应用场景为扇区管理时，即，将有效航向数据应用到与扇区管理相关的控制策略中时，由于扇区管理中所需的卫星航向数据的精度为5度，此时可基于上述假设将偏航精度限值确定为360度。

基于有效航向数据来制定控制策略可以有效进行尾流控制和扇区管理，并可以对风电场的输出功率的数据进行航向分仓处理，最终实现提升整个风电场的总体发电量的目的。

如果确定风电机组的累积失效偏航误差超过误差限值(即，大于误差限值)，则可认为经过偏航动作之后产生了较大的偏航误差，此时获得的偏航数据不够准确，基于不准确的偏航数据也无法获得准确的卫星航向数据，即，无法获得当前时刻的有效航向数据。

例如，当偏航角度累积误差大于偏航精度限值，或者累积偏航动作时间大于偏航时间限值时，可确定无法获得当前时刻的有效航向数据。

如果风电机组的累积失效偏航误差没有超过误差限值(即，小于或等于误差限值)，则执行步骤S303：确定偏航动作的开始时刻以及从偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长。

例如，当偏航角度累积误差不大于(小于或等于)偏航精度限值，或者累积偏航动作时间不大于偏航时间限值时，可认为累计失效偏航误差对数据准确性的影响较小，即，此时基于偏航信息与历史卫星航向数据的结合获得的卫星航向数据仍是较为准确的，可以作为有效航向数据。

在步骤S304中，根据风电机组的偏航角速度以及偏航时长，确定风电机组从偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航数据。

在步骤S305中，基于在偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的卫星航向数据以及偏航数据，获得当前时刻的有效航向数据。

这里，应理解，由于图4中的步骤S301、S302、S303、S304、S305与图3中的步骤S301、S302、S303、S304、S305相同，本发明对此部分内容不再赘述。

返回图1，在步骤S40中，输出当前时刻的有效航向数据。

如果获取的当前时刻的卫星航向数据不为无效航向数据，则直接执行步骤S40，将获取的当前时刻的卫星航向数据确定为有效航向数据进行输出。

这里，输出当前时刻的有效航向数据可指将有效航向数据提供给其他设备，以使其他设备可以基于有效航向数据进行数据分析或者制定相应地的控制策略。也就是说，可以使用当前时刻的有效航向数据来制定相关的控制策略，这里，相关的控制策略可指所有和绝对航向有关的风电机组功能(例如，扇区管理、尾流控制)。

通过本发明示例性实施例的上述方法，使得在卫星定位系统处于航向失锁状态时，仍可以获得有效航向数据(有效的绝对航向)，填补了目前在卫星定位系统处于航向失锁状态时无法提供有效航向数据的空白，为制定基于卫星航向数据的各种控制策略提供了有力的数据支撑。

图5示出根据本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理装置的框图。

如图5所示，根据本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理装置包括航向数据获取模块10、数据有效性确定模块20和有效数据确定模块30。

具体说来，航向数据获取模块10从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据。

优选地，根据本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理装置可还包括：启动判断模块(图中未示出)，在卫星定位系统首次接入风电机组的控制系统时，确定卫星定位系统是否正常启动。如果启动判断模块确定卫星定位系统正常启动，则航向数据获取模块10从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据。

在一优选实施例中，启动判断模块可获取在卫星定位系统首次接入风电机组的控制系统之后的预定时间段内的卫星定位系统的卫星航向数据，确定预定时间段内的卫星航向数据是否符合预定变化规律，如果符合预定变化规律，则确定卫星定位系统没有正常启动，如果不符合预定变化规律，则确定卫星定位系统正常启动。

作为示例，预定变化规律可包括以下项中的至少一项：在预定时间段内从卫星定位系统获取的航向锁定状态字始终指示卫星定位系统的卫星航向数据为无效航向数据；与预定时间段内的任一一对相邻采样时间点对应的卫星航向数据的数据变化量超出第二设定阈值；在预定时间段内从卫星定位系统获取的卫星航向数据为一固定值。

这里，启动判断模块可还从卫星定位系统获取预定时间段内的卫星定位系统的航向锁定状态字，以基于获取的航向锁定状态字来确定预定时间段内的卫星航向数据是否符合预定变化规律。

数据有效性确定模块20确定获取的当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据。

第一种情况，数据有效性确定模块20基于卫星定位系统当前时刻的航向锁定状态字，确定当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据。此时，航向数据获取模块10可还从卫星定位系统获取当前时刻的航向锁定状态字，作为示例，航向锁定状态字可用于指示卫星航向数据的有效性。

在此情况下，如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，则数据有效性确定模块20确定当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据。如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据，则数据有效性确定模块20确定当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据。

第二种情况，数据有效性确定模块20基于卫星定位系统当前时刻的卫星航向数据与上一时刻的卫星航向数据之间的数据变化量，确定当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据。

在此情况下，如果确定上述数据变化量大于第一设定阈值，则数据有效性确定模块20确定当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据。如果确定上述数据变化量不大于第一设定阈值，则数据有效性确定模块20确定当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据。

第三种情况，数据有效性确定模块20基于卫星定位系统当前时刻的航向锁定状态字和基于卫星定位系统当前时刻的卫星航向数据与上一时刻的卫星航向数据之间的数据变化量，确定当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据。

在此情况下，如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据和/或数据变化量大于第一设定阈值，则数据有效性确定模块20确定当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据。如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据且数据变化量不大于第一设定阈值，则数据有效性确定模块20确定当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据。

如果获取的当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据，则有效数据确定模块30直接将从卫星定位系统获取的卫星航向数据确定为有效航向数据。

如果获取的当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，则有效数据确定模块30基于卫星定位系统的历史卫星航向数据以及风电机组当前时刻的偏航信息来获得当前时刻的有效航向数据。

在本发明示例性实施例中，针对卫星定位系统发生航向失锁现象的情况，提出三种获得有效航向数据的方式，下面针对这三种方式进行详细介绍。

在第一实施例中，可基于风电机组的偏航状态以及卫星定位系统的历史卫星航向数据来获得卫星定位系统发生航向失锁现象时的有效航向数据。

在此情况下，卫星定位系统的历史卫星航向数据可包括从卫星定位系统最近一次获取到的有效航向数据，风电机组的偏航信息可包括风电机组的偏航状态，这里，该偏航状态可用于指示风电机组是否发生了偏航动作。

下面参照图6来介绍有效数据确定模块30获得有效航向数据的过程。

图6示出根据本发明示例性实施例的有效数据确定模块30的框图。

如图6所示，根据本发明示例性实施例的有效数据确定模块30可包括：偏航状态确定子模块301、数据确定子模块302、偏航时长确定子模块303、偏航数据确定子模块304、航向数据确定子模块305、累积误差判断子模块306。

针对第一实施例的情况，偏航状态确定子模块301基于风电机组的偏航状态，确定从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻开始至当前时刻风电机组是否发生了偏航动作。

如果风电机组没有发生偏航动作，则数据确定子模块302将最近一次获取到的有效航向数据确定为当前时刻的有效航向数据。

如果风电机组发生了偏航动作，则数据确定子模块302确定当前时刻无有效航向数据。

在第二实施例中，可基于风电机组的偏航状态、偏航时长以及卫星定位系统的历史卫星航向数据来获得有效航向数据。

在此情况下，风电机组的偏航信息除包括偏航状态之外，可还包括风电机组的偏航时长，即，偏航动作持续的时间。卫星定位系统的历史卫星航向数据可包括在偏航动作的开始时刻从卫星定位系统获取的有效航向数据。

如果风电机组发生了偏航动作，则偏航时长确定子模块303确定偏航动作的开始时刻以及从偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长。

偏航数据确定子模块304根据风电机组的偏航角速度以及偏航时长，确定风电机组从偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航数据。

航向数据确定子模块305基于在偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的卫星航向数据以及偏航数据，获得当前时刻的有效航向数据。

作为示例，卫星定位系统的卫星航向数据可包括卫星定位系统的航向角的角度值，即，从卫星定位系统获取的风电机组的绝对航向，该绝对航向指风电机组的机舱轴线与地理正北方向之间的夹角。作为示例，偏航数据可包括风电机组经由偏航动作之后旋转的偏航角度。

在此情况下，当前时刻的有效航向数据可为在偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的航向角的角度值与上述乘积(即，风电机组旋转的偏航角度)之和。

在第三实施例中，可基于风电机组的偏航状态、偏航时长、累积失效偏航误差以及卫星定位系统的历史卫星航向数据来获得有效航向数据。

在此情况下，风电机组的偏航信息除包括偏航状态和偏航时长之外，可还包括偏航动作的累积失效偏航误差。

在一个示例中，累积失效偏航误差可指从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻(即，卫星定位系统发生航向失锁现象的时刻)开始至当前时刻风电机组经由偏航动作累积旋转的偏航角度所对应的偏航角度累积误差。在此情况下，误差限值可包括偏航精度限值。

在另一示例中，累积失效偏航误差可指风电机组的累积偏航动作时间。此时，误差限值可包括偏航时间限值。对于风电机组发生一次偏航动作的情况，累积偏航动作时间即为本次偏航动作的偏航时长，对于风电机组发生多次偏航动作的情况，累积偏航动作时间可指多次偏航动作的偏航时长之和。

累积误差判断子模块306确定风电机组的累积失效偏航误差是否超过误差限值。

如果风电机组的累积失效偏航误差没有超过误差限值，则偏航时长确定子模块303确定本次偏航动作的开始时刻以及从本次偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长。并且偏航数据确定子模块304根据风电机组的偏航角速度以及偏航时长，确定风电机组从偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航数据，航向数据确定子模块305基于在偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的卫星航向数据以及偏航数据，获得当前时刻的有效航向数据。

图7示出根据本发明示例性实施例的风电机组控制系统的框图。

如图7所示，根据本发明示例性实施例的风电机组控制系统包括：卫星定位系统100、风电机组的控制系统200和偏航控制器300，除此之外，可还包括云平台400和风电场服务器500。

作为示例，图1所示的卫星航向数据的处理方法可在图7所示的风电机组的控制系统200中执行，图5所示的卫星航向数据的处理装置可为集成在风电机组的控制系统200中的模块。

控制系统200从卫星定位系统100获取卫星航向数据和/或航向锁定状态字，偏航控制器300用于向风电机组的控制系统200反馈风电机组的偏航信息，以在控制系统200中执行上述的卫星航向数据的处理过程。作为示例，卫星定位系统100可通过RS485通讯接口与风电机组的控制系统200进行数据传输。

控制系统200主要以卫星定位系统100的卫星航向数据为主，辅助以风电机组的偏航信息，以长期、稳定、有效地输出卫星航向数据，用于风电机组数据分析和控制管理工作。

风电场中存在多台风电机组时，每台风电机组的控制系统200可将输出的有效航向数据发送至云平台400，以进行存储。

风电场服务器500可从云平台400获取每台风电机组的有效航向数据，或者，风电场服务器500也可直接从每台风电机组的控制系统200获取有效航向数据，以使用有效航向数据制定控制策略(如，制定尾流控制策略或扇区管理控制策略)。

图8示出根据本发明示例性实施例的卫星定位系统在风电机组上的安装示意图。作为示例，卫星定位系统可包括但不限于卫星罗经仪。

如图8所示，卫星定位系统可包括第一天线Y1、第二天线Y2和卫星控制器C(也可称为卫星主机盒)，第一天线Y1通过第一天线馈线连接到卫星控制器C，第二天线Y2通过第二天线馈线连接到卫星控制器C。

具体说来，第一天线Y1可设置在风力发电机组的轮毂200内，第二天线Y2可设置在风力发电机组的机舱100内，卫星控制器C可设置在风力发电机组的机舱100内，且位于第一天线Y1与第二天线Y2的连线上。

作为示例，第一天线Y1与第二天线Y2的连线与轮毂200的中心线或机舱100的中心线平行，也就是说，第一天线Y1与第二天线Y2的连线与风力发电机组的发电机300所在的平面垂直(即，该连线与发电机300的主轴平行)。第一天线Y1与第二天线Y2的连线与预定方向(如图8中所示的正北方向)的夹角即为风电机组的绝对航向η。应理解，在本示例中，第一天线Y1与第二天线Y2的连线与正北方向的夹角可指第一天线Y1与第二天线Y2的连线顺时针偏离正北方向的角度值，但本发明不限于此，也可以是上述连线逆时针偏离正北方向的角度值。

在一优选实施例中，第一天线Y1可设置在风力发电机组的轮毂200内靠近导流罩的一侧，第二天线Y2可设置在风力发电机组的机舱100内靠近机舱100尾部的一侧，第一天线Y1和第二天线Y2设置在轮毂200的中心线或机舱100的中心线上。应理解，轮毂200的中心线与机舱100的中心线重合。

应理解，图8所示的卫星定位系统在风力发电机组上的安装方式仅为示例，本领域技术人员可根据需要来调整第一天线Y1、第二天线Y2、卫星控制器C在风力发电机组上的设置位置。此外，本领域技术人员还可以采用其他设置方式来安装卫星定位系统。

根据本发明的示例性实施例还提供一种风电机组，包括控制系统，该控制系统从卫星定位系统获取卫星航向数据，以执行上述的卫星航向数据的处理方法。也就是说，图1所示的卫星航向数据的处理方法可由风电机组的控制系统来执行。

根据本发明的示例性实施例还提供一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质。该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卫星航向数据的处理方法的计算机程序。该计算机可读记录介质是可存储由计算机系统读出的数据的任意数据存储装置。计算机可读记录介质的示例包括：只读存储器、随机存取存储器、只读光盘、磁带、软盘、光数据存储装置和载波(诸如经有线或无线传输路径通过互联网的数据传输)。

采用本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理方法和装置，在卫星定位系统处于航向失锁状态时，结合风电机组自身的偏航信息，重新整合出有效航向数据，以用于风电机组或场群的数据处理和控制管理，从而提高卫星航向数据的可利用率，降低卫星航向数据异常时的风险。

此外，采用本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理方法和装置，通过将卫星定位系统与风电机组的偏航信息进行结合，来获得准确、有效、可靠的卫星航向数据。

此外，采用本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理方法和装置，可以准确判断出卫星定位系统是否发生航向失锁现象，还可以在卫星定位系统发生航向失锁现象时输出有效航向数据。

此外，采用本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理方法和装置，不仅能够判断出卫星航向数据是否存在异常，还可以借助风电机组的偏航信息来重新获得有效航向数据。

此外，采用本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理方法和装置，通过将卫星定位系统信息和机组信息结合，提出一种卫星航向数据异常时的处理方法，几乎在不增加任何成本的基础上，准确判断卫星定位系统数据的有效性，并且提高了卫星航向数据的准确性、有效率、可靠性，还提高了卫星定位系统的鲁棒性，降低了卫星航向数据异常时的风险，提高了风电机组可利用率，增加风电机组的单位产出，还提升了卫星定位系统在风电机组中应用的价值。

此外，采用本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理方法和装置，通过利用风电机组自身的偏航信息处理卫星定位系统异常时的应对方法，提高了风电机组对于卫星定位系统异常时的监控和处理能力。

此外，采用本发明示例性实施例的卫星航向数据的处理方法和装置，对于卫星定位系统在风电机组应用中提供了一种航向数据有效性判断评估方法。

尽管已参照优选实施例表示和描述了本发明，但本领域技术人员应该理解，在不脱离由权利要求限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对这些实施例进行各种修改和变换。

Claims (24)

1.一种卫星航向数据的处理方法，其特征在于，所述处理方法包括：

从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据；

确定获取的当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据；

如果获取的当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，则基于卫星定位系统的历史卫星航向数据以及风电机组当前时刻的偏航信息来获得当前时刻的有效航向数据。

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，确定获取的当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据的步骤包括：

基于卫星定位系统当前时刻的航向锁定状态字和/或基于卫星定位系统当前时刻的卫星航向数据与上一时刻的卫星航向数据之间的数据变化量，确定当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据，

其中，所述航向锁定状态字用于指示卫星航向数据的有效性。

3.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，确定获取的当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据的步骤包括：

如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为无效数据和/或所述数据变化量大于第一设定阈值，则确定当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，

如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为有效数据且所述数据变化量不大于第一设定阈值，则确定当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据。

4.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述偏航信息包括风电机组的偏航状态，所述偏航状态用于指示风电机组是否发生了偏航动作，

其中，基于卫星定位系统的历史卫星航向数据以及风电机组当前时刻的偏航信息来获得当前时刻的有效航向数据的步骤包括：

基于风电机组的偏航状态，确定从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻开始至当前时刻风电机组是否发生了偏航动作，

如果风电机组没有发生偏航动作，则将最近一次获取到的有效航向数据确定为当前时刻的有效航向数据。

5.如权利要求4所述的处理方法，其特征在于，所述偏航信息还包括风电机组的偏航时长，

其中，基于卫星定位系统的历史卫星航向数据以及风电机组当前时刻的偏航信息来获得当前时刻的有效航向数据的步骤还包括：

如果风电机组发生了偏航动作，则确定所述偏航动作的开始时刻以及从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长；

根据风电机组的偏航角速度以及所述偏航时长，确定风电机组从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航数据；

基于在所述偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的卫星航向数据以及所述偏航数据，获得当前时刻的有效航向数据。

6.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述偏航数据为风电机组的偏航角速度与所述偏航时长的乘积，

其中，卫星定位系统的卫星航向数据包括卫星定位系统的航向角的角度值，当前时刻的有效航向数据为在所述偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的航向角的角度值与所述乘积之和。

7.如权利要求5所述的处理方法，其特征在于，所述偏航信息还包括偏航动作的累积失效偏航误差，

其中，确定所述偏航动作的开始时刻以及从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长的步骤包括：

确定风电机组的偏航动作的累积失效偏航误差是否大于误差限值；

如果累积失效偏航误差不大于误差限值，则确定所述偏航动作的开始时刻以及从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长。

8.如权利要求7所述的处理方法，其特征在于，风电机组的累积失效偏航误差包括与从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻开始至当前时刻风电机组经由偏航动作累积旋转的偏航角度所对应的偏航角度累积误差，或者风电机组的累积偏航动作时间。

9.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述处理方法还包括：在卫星定位系统首次接入风电机组的控制系统时，确定卫星定位系统是否正常启动，

其中，如果确定卫星定位系统正常启动，则从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据。

10.如权利要求9所述的处理方法，其特征在于，确定卫星定位系统是否正常启动的步骤包括：

获取在卫星定位系统首次接入风电机组的控制系统之后的预定时间段内的卫星定位系统的卫星航向数据；

确定所述预定时间段内的卫星航向数据是否符合预定变化规律；

如果符合所述预定变化规律，则确定卫星定位系统没有正常启动；

如果不符合所述预定变化规律，则确定卫星定位系统正常启动。

11.如权利要求10所述的处理方法，其特征在于，所述预定变化规律包括以下项中的至少一项：

在所述预定时间段内从卫星定位系统获取的航向锁定状态字始终指示卫星定位系统的卫星航向数据为无效航向数据；

与所述预定时间段内的任一一对相邻采样时间点对应的卫星航向数据的数据变化量大于第二设定阈值；

在所述预定时间段内从卫星定位系统获取的卫星航向数据为一固定值。

12.一种卫星航向数据的处理装置，其特征在于，所述处理装置包括：

航向数据获取模块，从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据；

数据有效性确定模块，确定获取的当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据；

有效数据确定模块，如果获取的当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，则基于卫星定位系统的历史卫星航向数据以及风电机组当前时刻的偏航信息来获得当前时刻的有效航向数据。

13.如权利要求12所述的处理装置，其特征在于，数据有效性确定模块基于卫星定位系统当前时刻的航向锁定状态字和/或基于卫星定位系统当前时刻的卫星航向数据与上一时刻的卫星航向数据之间的数据变化量，确定当前时刻的卫星航向数据是否为无效航向数据，

其中，所述航向锁定状态字用于指示卫星航向数据的有效性。

14.如权利要求13所述的处理装置，其特征在于，如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为无效数据和/或所述数据变化量大于第一设定阈值，则数据有效性确定模块确定当前时刻的卫星航向数据为无效航向数据，

如果确定当前时刻的航向锁定状态字指示当前时刻的卫星航向数据为有效数据且所述数据变化量不大于第一设定阈值，则数据有效性确定模块确定当前时刻的卫星航向数据为有效航向数据。

15.如权利要求12所述的处理装置，其特征在于，所述偏航信息包括风电机组的偏航状态，所述偏航状态用于指示风电机组是否发生了偏航动作，

其中，有效数据确定模块包括：

偏航状态确定子模块，基于风电机组的偏航状态，确定从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻开始至当前时刻风电机组是否发生了偏航动作，

数据确定子模块，如果风电机组没有发生偏航动作，则将最近一次获取到的有效航向数据确定为当前时刻的有效航向数据。

16.如权利要求15所述的处理装置，其特征在于，所述偏航信息还包括风电机组的偏航时长，

其中，有效数据确定模块还包括：

偏航时长确定子模块，如果风电机组发生了偏航动作，则确定所述偏航动作的开始时刻以及从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长，

偏航数据确定子模块，根据风电机组的偏航角速度以及所述偏航时长，确定风电机组从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航数据，

航向数据确定子模块，基于在所述偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的卫星航向数据以及所述偏航数据，获得当前时刻的有效航向数据。

17.如权利要求16所述的处理装置，其特征在于，所述偏航数据为风电机组的偏航角速度与所述偏航时长的乘积，

其中，卫星定位系统的卫星航向数据包括卫星定位系统的航向角的角度值，当前时刻的有效航向数据为在所述偏航动作的开始时刻的卫星定位系统的航向角的角度值与所述乘积之和。

18.如权利要求16所述的处理装置，其特征在于，所述偏航信息还包括偏航动作的累积失效偏航误差，

其中，有效数据确定模块还包括：累积误差判断子模块，确定风电机组的偏航动作的累积失效偏航误差是否大于误差限值，

其中，如果累积失效偏航误差不大于误差限值，则偏航时长确定子模块确定所述偏航动作的开始时刻以及从所述偏航动作的开始时刻至当前时刻的偏航时长。

19.如权利要求18所述的处理装置，其特征在于，风电机组的累积失效偏航误差包括与从卫星定位系统最近一次获取到有效航向数据的时刻开始至当前时刻风电机组经由偏航动作累积旋转的偏航角度所对应的偏航角度累积误差，或者风电机组的累积偏航动作时间。

20.如权利要求12所述的处理装置，其特征在于，所述处理装置还包括：启动判断模块，在卫星定位系统首次接入风电机组的控制系统时，确定卫星定位系统是否正常启动，

其中，如果确定卫星定位系统正常启动，则航向数据获取模块从卫星定位系统获取当前时刻的卫星航向数据。

21.如权利要求20所述的处理装置，其特征在于，启动判断模块获取在卫星定位系统首次接入风电机组的控制系统之后的预定时间段内的卫星定位系统的卫星航向数据，确定所述预定时间段内的卫星航向数据是否符合预定变化规律，如果符合所述预定变化规律，则确定卫星定位系统没有正常启动，如果不符合所述预定变化规律，则确定卫星定位系统正常启动。

22.如权利要求21所述的处理装置，其特征在于，所述预定变化规律包括以下项中的至少一项：

在所述预定时间段内从卫星定位系统获取的航向锁定状态字始终指示卫星定位系统的卫星航向数据为无效航向数据；

与所述预定时间段内的任一一对相邻采样时间点对应的卫星航向数据的数据变化量大于第二设定阈值；

在所述预定时间段内从卫星定位系统获取的卫星航向数据为一固定值。

23.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，当所述计算机程序在被处理器执行时实现如权利要求1至11中任意一项所述的卫星航向数据的处理方法。

24.一种风电机组，包括控制系统，其特征在于，所述控制系统从卫星定位系统获取卫星航向数据，以执行如权利要求1至11任意一项所述的卫星航向数据的处理方法。

Images