CN113803217B - 风电机组的风速预估方法和装置 - Google Patents
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Abstract
提供一种风电机组的风速预估方法和装置，所述风速预估方法包括：基于风电机组当前时刻的电磁扭矩值和叶轮转动惯量，获得实测风速变化参数；基于风电机组当前时刻的叶轮转速值、桨距角值和上一时刻的风速预估值，获得预测风速变化参数；基于所获得的实测风速变化参数和预测风速变化参数，确定当前时刻的风速偏差量；利用所确定的风速偏差量确定当前时刻的风速预估值。采用本发明示例性实施例的风电机组的风速预估方法和装置，可以有效提高对风速预估的准确性。
Description
技术领域
本发明总体说来涉及风力发电技术领域，更具体地讲，涉及一种风电机组的风速预估方法和装置。
背景技术
风电机组一般是依据标准来进行设计，以满足风电机组各部件的极限载荷和疲劳载荷要求。标准中定义了风电机组要在不同工况下计算出部件的极限载荷和疲劳载荷，这些工况包含了正常运行工况，也包含了极端湍流运行工况，极端湍流工况会大大增加风电机组各部件的载荷，同时也会导致风电机组的成本增加。
目前，针对极端湍流引起的部件载荷增大的处理方法比较多，例如，塔底载荷可通过加阻的方法来降低，但这种降载方式只能解决局部部件载荷，降载效果有限。除此之外，也有通过安装测风雷达来提前预判风速大小，再基于预判风速来进行降载的方式，这种方法能够有效实现降载，但增加了部件的成本。
发明内容
本发明的示例性实施例的目的在于提供一种风电机组的风速预估方法和装置，以克服上述至少一种缺陷。
在一个总体方面，提供一种风电机组的风速预估方法，所述风速预估方法包括：基于风电机组当前时刻的电磁扭矩值和叶轮转动惯量，获得实测风速变化参数；基于风电机组当前时刻的叶轮转速值、桨距角值和上一时刻的风速预估值，获得预测风速变化参数；基于所获得的实测风速变化参数和预测风速变化参数，确定当前时刻的风速偏差量；利用所确定的风速偏差量确定当前时刻的风速预估值。
可选地，获得实测风速变化参数的步骤可包括：将风电机组当前时刻的电磁扭矩值与叶轮转动惯量的比值，确定为实测风速变化参数，和/或，确定当前时刻的风速偏差量的步骤包括：将所获得的实测风速变化参数与预测风速变化参数的差值，确定为当前时刻的风速偏差量。
可选地，获得预测风速变化参数的步骤可包括：基于风电机组当前时刻的叶轮转速值和桨距角值，确定风电机组当前时刻的风能功率系数；基于空气密度值、风电机组的叶轮扫风面积、叶轮转动惯量、风电机组当前时刻的叶轮转速值、当前时刻的风能功率系数、上一时刻的风速预估值，获得预测风速变化参数。
可选地，可通过以下方式确定风电机组当前时刻的风能功率系数：利用风电机组的叶轮半径、风电机组当前时刻的叶轮转速值、上一时刻的风速预估值，确定风电机组当前时刻的叶轮尖速比；将与风电机组当前时刻的叶轮尖速比、桨距角值对应的风能功率系数，确定为当前时刻的风能功率系数。
可选地，利用所确定的风速偏差量确定当前时刻的风速预估值的步骤可包括：基于所确定的风速偏差量，确定风速变化率；对所确定的风速变化率进行积分，获得第一风速值；计算所确定的风速变化率与叶轮转速值的乘积，获得第二风速值；将所获得的第一风速值与第二风速值之和，确定为当前时刻的风速预估值。
可选地，所述风速预估方法可还包括：基于风速预估值来确定当前时刻的湍流强度预估值；基于所确定的湍流强度预估值来调整风电机组的转速限制值；基于调整后的转速限制值来控制风电机组执行降载操作。
可选地，基于风速预估值来确定湍流强度预估值的步骤可包括：对当前时刻的风速预估值进行滤波，获得风速滤波预估值；将当前时刻的风速预估值与风速滤波预估值的差值的平方，确定为当前时刻的湍流强度预估值。
可选地，基于所确定的湍流强度预估值来调整风电机组的转速限制值的步骤可包括：将所确定的湍流强度预估值与当前时刻的预设湍流强度边界值进行比较；如果湍流强度预估值大于或者等于所述预设湍流强度边界值，则将设定偏差值确定为当前时刻的极限偏差转速值；如果湍流强度预估值小于所述预设湍流强度边界值，则确定极限偏差转速值为零；基于所确定的极限偏差转速值来调整转速限制值。
可选地，所述风速预估方法可还包括：确定风电机组当前时刻的变桨速率值，将所确定的变桨速率值与最大变桨速率值进行比较，其中，如果湍流强度预估值大于或者等于所述预设湍流强度边界值、且所确定的变桨速率值小于或者等于最大变桨速率值，则将设定偏差值确定为极限偏差转速值，如果湍流强度预估值小于所述预设湍流强度边界值、且所确定的变桨速率值小于或者等于最大变桨速率值，则确定极限偏差转速值为零，如果所确定的变桨速率值大于最大变桨速率值，则将上一时刻的极限偏差转速值确定为当前时刻的极限偏差转速值。
可选地，基于所确定的极限偏差转速值来调整转速限制值的步骤可包括：确定风电机组与每个扫描周期对应的转速阶跃变化量；控制风电机组的转速限制值在每个扫描周期内调整与每个扫描周期对应的转速阶跃变化量，直至风电机组的转速限制值达到目标转速限制值，其中，目标转速限制值可为转速限制值与极限偏差转速值的差值。
可选地，可通过以下方式确定风电机组与任一扫描周期对应的转速阶跃变化量：确定在所述任一扫描周期内极限偏差转速值与所述任一扫描周期的初始转速限制值的差值；确定叶轮转速变化最大值与所述差值中的较小值；基于所述较小值与叶轮转速变化最小值中的较大值，来确定转速阶跃变化量。
可选地，可通过以下方式确定所述预设湍流强度边界值：基于预设的风速值与湍流强度值的对应关系，将与当前时刻的风速预估值对应的湍流强度值，确定为当前时刻的所述预设湍流强度边界值，和/或，可通过以下方式确定所述预设的风速值与湍流强度值的对应关系：获取关于风速预估值和湍流强度预估值的多个散点；基于所述多个散点的分布情况，确定用于反映风速值与湍流强度值的变化关系的上边界曲线和下边界曲线；基于所确定的上边界曲线和下边界曲线，确定第一系数和第二系数的取值范围；针对第一系数和第二系数，以单变量循环迭代方式，分别搜索使得对应的取值范围的上限值与下限值满足预设精度要求的目标第一系数和目标第二系数；利用搜索到的目标第一系数和目标第二系数，构建用于反映所述预设的对应关系的风速值与湍流强度值的变化曲线。
可选地，可通过以下方式搜索目标第一系数：将第二系数设置为第一预设值，通过多次循环迭代来确定目标第一系数，其中，在每次循环迭代中执行如下步骤：基于该次循环迭代下的第一系数的取值范围的上限值和下限值，确定该次循环迭代下的第一系数，确定基于该次循环迭代下的第一系数、第二系数、风速预估值获得的湍流强度预估值是否满足第一预设条件，如果湍流强度预估值满足第一预设条件，则用该次循环迭代下的第一系数替换第一系数的取值范围的下限值，如果湍流强度预估值不满足第一预设条件，则用该次循环迭代下的第一系数替换第一系数的取值范围的上限值，确定第一系数的取值范围的上限值与下限值的差值是否满足第一预设精度要求，如果不满足第一预设精度要求，则继续迭代，如果满足第一预设精度要求，则将该次循环迭代下的第一系数确定为目标第一系数，和/或，可通过以下方式搜索目标第二系数：将第一系数设置为第二预设值，通过多次循环迭代来确定目标第二系数，其中，在每次循环迭代中执行如下步骤：基于该次循环迭代下的第二系数的取值范围的上限值和下限值，确定该次循环迭代下的第二系数，确定基于该次循环迭代下的第一系数、第二系数、风速预估值获得的湍流强度预估值是否满足第二预设条件，如果湍流强度预估值满足第二预设条件，则用该次循环迭代下的第二系数替换第二系数的取值范围的下限值，如果湍流强度预估值不满足第二预设条件，则用该次循环迭代下的第二系数替换第二系数的取值范围的上限值，确定第二系数的取值范围的上限值与下限值的差值是否满足第二预设精度要求，如果不满足第二预设精度要求，则继续迭代，如果满足第二预设精度要求，则将该次循环迭代下的第二系数确定为目标第二系数。
在另一总体方面，提供一种风电机组的风速预估装置，所述风速预估装置包括：第一风参获取模块，基于风电机组当前时刻的电磁扭矩值和叶轮转动惯量，获得第一风速变化参数；第二风参获取模块，基于风电机组当前时刻的叶轮转速值、桨距角值和上一时刻的风速预估值，获得第二风速变化参数；风速偏差确定模块，基于所获得的第一风速变化参数和第二风速变化参数，确定当前时刻的风速偏差值；风速预估模块，利用所确定的风速偏差值确定当前时刻的风速预估值。
在另一总体方面，提供一种控制器，包括：处理器；存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现上述的风电机组的风速预估方法。
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如上述的风电机组的风速预估方法。
采用本发明示例性实施例的风电机组的风速预估方法和装置，可以有效提高对风速预估的准确性。
附图说明
通过下面结合示例性地示出实施例的附图进行的详细描述，本发明示例性实施例的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚。
图1示出根据本发明示例性实施例的风电机组的风速预估方法的流程图；
图2示出根据本发明示例性实施例的确定风速预估值的控制框图；
图3示出根据本发明示例性实施例的对风电机组进行降载控制的步骤的流程图；
图4示出根据本发明示例性实施例的确定预设的风速值与湍流强度值的对应关系的步骤的流程图；
图5示出根据本发明示例性实施例的确定目标第一系数的步骤的流程图；
图6示出根据本发明示例性实施例的确定目标第二系数的步骤的流程图；
图7示出根据本发明示例性实施例的风电机组的风速预估装置的框图；
图8示出根据本发明示例性实施例的风电机组的降载控制装置的框图；
图9示出根据本发明示例性实施例的控制器的框图。
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风电机组的风速预估方法的流程图。
参照图1，在步骤S10中，基于风电机组当前时刻的电磁扭矩值和叶轮转动惯量，获得实测风速变化参数。
例如，可基于风电机组的三维模型来确定叶轮转动惯量。在一示例中，可将风电机组当前时刻的电磁扭矩值与叶轮转动惯量的比值，确定为当前时刻的实测风速变化参数。
在步骤S20中，基于风电机组当前时刻的叶轮转速值、当前时刻的桨距角值和上一时刻的风速预估值，获得预测风速变化参数。
在一优选示例中，可基于风电机组当前时刻的叶轮转速值和当前时刻的桨距角值，确定风电机组当前时刻的风能功率系数，基于空气密度值、风电机组的叶轮扫风面积、叶轮转动惯量、风电机组当前时刻的叶轮转速值、当前时刻的风能功率系数、上一时刻的风速预估值，获得当前时刻的预测风速变化参数。
作为示例，可通过以下方式确定风电机组当前时刻的风能功率系数：利用风电机组的叶轮半径、风电机组当前时刻的叶轮转速值、上一时刻的风速预估值，确定风电机组当前时刻的叶轮尖速比，将与风电机组当前时刻的叶轮尖速比、当前时刻的桨距角值对应的风能功率系数，确定为当前时刻的风能功率系数。
例如，确定风电机组当前时刻的叶轮尖速比的步骤可包括：确定风电机组的叶轮半径与风电机组当前时刻的叶轮转速值的乘积，将所确定的乘积与上一时刻的风速预估值的比值，确定为风电机组当前时刻的叶轮尖速比。
作为示例，可利用如下公式来计算风电机组当前时刻的叶轮尖速比：
公式(1)中，λk表示风电机组当前时刻k的叶轮尖速比，R表示风电机组的叶轮半径，ωt(k)表示风电机组当前时刻k的叶轮转速值，
表示上一时刻k-1的风速预估值。
这里，可预先建立用于反映风电机组的叶轮尖速比、桨距角值与风能功率系数的对应关系的功率系数表格。在此情况下，可通过查询预先建立的功率系数表格来找到与风电机组当前时刻的叶轮尖速比、桨距角值对应的风能功率系数，并将所找到的风能功率系数确定为当前时刻的风能功率系数。
作为示例，可利用如下公式来计算预测风速变化参数：
公式(2)中，
表示当前时刻k的预测风速变化参数，ρ表示空气密度值，R表示风电机组的叶轮半径，/>
表示上一时刻k-1的风速预估值，Jr表示风电机组的叶轮转动惯量，ωt(k)表示风电机组当前时刻k的叶轮转速值，Cp(λk,βk)表示当前时刻k的风能功率系数，λk表示风电机组当前时刻k的叶轮尖速比，βk表示风电机组当前时刻k的桨距角值。
在本发明示例性实施例中，是通过将I&I预估原理应用到风电中来解决风速预估问题，以提高风速预估的准确性。
在一示例中，可构建一预测模型，该预测模型用于表征风电机组的叶轮转速值、桨距角值、风速预估值与预测风速变化参数之间的对应关系。作为示例，该预测模型所表征的对应关系可如上述公式(2)所示，但本发明不限于此，还可以通过其他方式来确定风电机组的叶轮转速值、桨距角值、风速预估值与预测风速变化参数之间的对应关系。
在此情况下，可将风电机组当前时刻的叶轮转速值、当前时刻的桨距角值、上一时刻的风速预估值输入到预测模型，以获得预测风速变化参数。
在步骤S30中，基于所获得的当前时刻的实测风速变化参数和当前时刻的预测风速变化参数，确定当前时刻的风速偏差量。
例如，将所获得的实测风速变化参数与预测风速变化参数的差值，确定为当前时刻的风速偏差量。
这里，由于风速值大时，风电机组的电磁扭矩值会高，相应地，风速值小时，风电机组的电磁扭矩值会小，因此上述通过电磁扭矩值所获得的实测风速变化参数能够真实反映出当前时刻的风速大小，而预测风速变化参数是一个估计值。
在此情况下，步骤S30中所确定的风速偏差量能够反映出预估风速与真实风速的接近程度，例如，如果风速偏差量为零，则表明预估风速与真实风速接近，如果风速偏差量为正数，则表明预估风速相对于真实风速偏小，如果风速偏差量为负数，则表明预估风速相对于真实风速偏大。
在步骤S40中，利用所确定的风速偏差量确定当前时刻的风速预估值。
下面参照图2来介绍确定风速预估值的过程。
图2示出根据本发明示例性实施例的确定风速预估值的控制框图。
图2所示的为确定风速预估值的闭环控制流程，在本示例中，模块6可被实现为上述构建的预测模型，模块6的输入为风电机组当前时刻的叶轮转速值、当前时刻的桨距角值和上一时刻的风速预估值，模块6的输出为预测风速变化参数。这里，初始时刻的风速预估值可为在该初始时刻所检测到的风速值，如通过风速仪所检测到的风速值。
模块7可为被实现为一减法器(也可为比较器)，用于计算实测风速变化参数(Tem/Jr)与模块6的输出(即，预测风速变化参数)的差值，获得当前时刻的风速偏差量。
模块8可基于风速偏差量来确定风速变化率，作为示例，模块8可被实现为一乘法器，用于计算模块7输出的风速偏差量与系数γ的乘积，将计算得到的乘积确定为风速变化率。
在一示例中，可通过仿真，输入一个实际的阶跃风速，比如4米/秒到5米/秒的阶跃风速，调整控制框图中的系数γ的值，找到使得风速预估值接近于输入的实际的阶跃风速的系数γ的值，后续使用仿真找到的系数γ的值来确定风速预估值。
模块9可被实现为一积分器，用于对模块8输出的风速变化率进行积分，获得第一风速值。
模块10可被实现为一乘法器，用于计算模块8输出的风速变化率与当前时刻的叶轮转速值的乘积，将计算得到的乘积确定为第二风速值。
模块11可被实现为一加法器，用于计算模块9输出的第一风速值与模块10输出的第二风速值之和，将计算得到的和值确定为当前时刻的风速预估值。
现有的风速预估方法，例如，功率平衡预估方法，当风速扰动发生变化时，在湍流强度小的情况下，测量精度不高。例如，基于扩展滤波器的风速预估方法，由于需要整定噪音方差矩阵，参数调节难度大。本发明示例性实施例的风速预估方法此种预估方法，大部分参数都是可测量的，需要调节的参数少，只有一个系数γ，参数调整简单。基于大部分参数均由直接测量得到的事实，本发明的风速预估方法最大化的降低了由于参与预估风速的参数的不确定性导致预估准确性降低。
在本发明示例性实施例中，在获得风速预估值之后，可基于所获得的风速预估值来为风电机组制定各种控制策略。在一优选示例中，可基于所获得的风速预估值来对风电机组进行降载控制。下面参照图3来介绍对风电机组进行降载控制的步骤。
图3示出根据本发明示例性实施例的对风电机组进行降载控制的步骤的流程图。
参照图3，在步骤S50中，基于当前时刻的风速预估值来确定当前时刻的湍流强度预估值。
例如，可利用各种方法来基于风速预估值获得湍流强度预估值。在一优选示例中，可对当前时刻的风速预估值进行滤波，获得风速滤波预估值，将当前时刻的风速预估值与风速滤波预估值的差值的平方，确定为当前时刻的湍流强度预估值。
作为示例，可利用低通滤波器对当前时刻的风速预估值进行滤波，例如，低通滤波器可利用如下公式来表示：
公式(3)中，
表示风速滤波预估值，(0.01s-2-0.02s-1+0.01)/(s-2-2s-1+1)表示低通滤波器，/>
表示风速预估值。
作为示例，可利用如下公式来确定为当前时刻的湍流强度预估值：
公式(4)中，
表示当前时刻k的湍流强度预估值，/>
表示当前时刻k的风速滤波预估值，/>
表示当前时刻k的风速预估值。
应理解，上述利用风速预估值和风速滤波预估值来确定湍流强度预估值的方式仅为一示例，本发明不限于此，还可以通过其他方式来基于风速预估值确定湍流强度预估值。
在步骤S60中，基于所确定的湍流强度预估值来调整风电机组的转速限制值。
例如，可基于湍流强度预估值与当前时刻的预设湍流强度边界值的比较结果，来调整风电机组的转速限制值。这里，可将与当前时刻的风速预估值对应的湍流强度值，确定为当前时刻的预设湍流强度边界值。
具体地，如果湍流强度预估值大于或者等于预设湍流强度边界值，则将设定偏差值确定为当前时刻的极限偏差转速值，如果湍流强度预估值小于预设湍流强度边界值，则确定极限偏差转速值为零，基于所确定的极限偏差转速值来调整转速限制值。
作为示例，可利用如下公式来确定极限偏差转速值：
公式(5)中，
表示当前时刻k的极限偏差转速值，Ωoffset表示设定偏差值，即，预先设定的一偏差值，/>
表示当前时刻k的湍流强度预估值，/>
表示预设湍流强度边界值。这里，本领域技术人员可以根据实际需求或者经验来确定设定偏差值Ωoffset的大小。
这里，考虑到出现短时阵风、变桨速率变化较大的情况，为了避免因转速偏差导致变桨速率波动较大，在湍流强度判断的同时，也要考虑变桨速率的波动情况。
在一优选示例中，根据本发明示例性实施例的风电机组的风速预估方法可还包括：确定风电机组当前时刻的变桨速率值。在此情况下，通过综合湍流强度预估值与当前时刻的预设湍流强度边界值的比较结果以及当前时刻的变桨速率值与最大变桨速率值的比较结果，来调整风电机组的转速限制值。
具体地，如果湍流强度预估值大于或者等于预设湍流强度边界值、且所确定的变桨速率值小于或者等于最大变桨速率值，则将设定偏差值确定为极限偏差转速值，如果湍流强度预估值小于预设湍流强度边界值、且所确定的变桨速率值小于或者等于最大变桨速率值，则确定极限偏差转速值为零，如果所确定的变桨速率值大于最大变桨速率值，则将上一时刻的极限偏差转速值确定为当前时刻的极限偏差转速值，基于所确定的极限偏差转速值来调整转速限制值。
作为示例，可利用如下公式来确定极限偏差转速值：
公式(6)中，
表示当前时刻k的极限偏差转速值，Ωoffset表示设定偏差值，/>
表示当前时刻k的湍流强度预估值，/>
表示预设湍流强度边界值，/>
表示当前时刻k的变桨速率值，/>
表示最大变桨速率值。
例如，基于所确定的极限偏差转速值来调整转速限制值的过程可指将风电机组的转速限制值下降极限偏差转速值，来对转速限制值进行调整。
在一优选示例中，为保证转速限制值调整的平滑，可确定每个扫描周期的转速阶跃变化量，并控制风电机组在每个扫描周期仅下降对应的转速阶跃变化量，以防止转速限制值突变。这里，扫描周期的时长可指从上一时刻k-1到当前时刻k。
例如，确定风电机组与每个扫描周期对应的转速阶跃变化量，控制风电机组的转速限制值在每个扫描周期内调整与每个扫描周期对应的转速阶跃变化量，直至风电机组的转速限制值达到目标转速限制值。这里，目标转速限制值为转速限制值与极限偏差转速值的差值。
作为示例，可通过以下方式确定风电机组与任一扫描周期对应的转速阶跃变化量：确定在任一扫描周期内极限偏差转速值与任一扫描周期的初始转速限制值的差值，确定叶轮转速变化最大值与上述差值中的较小值；基于上述较小值与叶轮转速变化最小值中的较大值，来确定转速阶跃变化量。
例如，任一扫描周期的输出转速限制值可利用下式表示：
ΔΩrat(k)＝ΔΩrat(k-1)+δ
公式(7)中，ΔΩrat(k)表示任一扫描周期的输出转速限制值，ΔΩrat(k-1)表示任一扫描周期的初始转速限制值，
表示叶轮转速变化最小值，/>
表示叶轮转速变化最大值，TS表示任一扫描周期的时长，δ表示转速阶跃变化量。
这里，叶轮转速变化最小值或者叶轮转速变化最大值可通过以下方式获得：计算当前时刻的叶轮转速值与上一时刻的叶轮转速值的差值，计算该差值与时间间隔(从上一时刻到当前时刻)的比值，将该比值确定为叶轮转速变化最小值或者叶轮转速变化最大值。应理解，叶轮转速变化最小值和叶轮转速变化最大值的数值可相同也可不同。
在步骤S70中，基于调整后的转速限制值来控制风电机组执行降载操作。
例如，可将风电机组的转速限制值与极限偏差转速值的差值，确定为调整后的转速限制值，并控制风电机组在调整后的转速限制值下运行，以有效降低风电机组的机舱处的载荷，使得风电机组的整机载荷也随之降低。这里，转速限制值可指风电机组的最大转速值。
在本发明示例性实施例中，基于湍流强度预估值来降低风电机组的转速限制值，转速限制值越低，则风电机组的载荷越低。
下面介绍确定预设湍流强度边界值的过程。应理解，预设湍流强度边界值
选择过低，会降低转速限制值，虽然可以降低风电机组的部件载荷，但同时发电量的损失也很大。预设湍流强度边界值/>
选择过高，虽然可以不损失发电量，但无法降低极端湍流下的风电机组的部件载荷。
在一优选示例中，可基于预设的风速值与湍流强度值的对应关系，将与当前时刻的风速预估值对应的湍流强度值，确定为当前时刻的预设湍流强度边界值。
在本发明示例性实施例中，可以根据IEC 61400-1的标准定义，预先确定风速值与湍流强度值之间的关系式：
公式(8)中，Vfilt(k)表示风速值，介于切入风速和切出风速之间，aσ、bσ表示常量。
下面参照图4来介绍确定预设的风速值与湍流强度值的对应关系的过程，即通过搜索最优的aσ、bσ来获得风速预估值与湍流强度预估值之间的关系式。
图4示出根据本发明示例性实施例的确定预设的风速值与湍流强度值的对应关系的步骤的流程图。
参照图4，在步骤S401中，获取关于风速预估值和湍流强度预估值的多个散点。即，一个散点对应一个时刻的风速预估值和湍流强度预估值。
在步骤S402中，基于多个散点的分布情况，确定用于反映风速值与湍流强度值的变化关系的上边界曲线和下边界曲线。
在一示例中，可基于多个散点的分布情况，确定出能够包含多个散点中的预定数量的散点的两条边界曲线。这里，预定数量的数值本领域技术人员可以根据需要来设置。
以用于反映风速值与湍流强度值的变化关系的曲线为公式(8)所示的线性曲线为例，步骤S402中可确定出如上述公式(8)所示的两条边界直线。
在步骤S403中，基于所确定的上边界曲线和下边界曲线，确定第一系数和第二系数的取值范围。
这里，第一系数和第二系数为用于确定反映风速值与湍流强度值的变化关系的曲线中的系数。
以用于反映风速值与湍流强度值的变化关系的曲线为线性曲线(直线)为例，第一系数可为直线的斜率aσ，第二系数可为直线的截距bσ，第一系数的取值范围可表示为
其中，/>
为下边界曲线的斜率值，/>
为上边界曲线的斜率值。第二系数的取值范围可表示为/>
其中，/>
为下边界曲线的截距值，/>
为上边界曲线的截距值。
在步骤S404中，针对第一系数和第二系数，以单变量循环迭代方式，分别搜索使得对应的取值范围的上限值与下限值满足预设精度要求的目标第一系数和目标第二系数。
在步骤S405中，利用搜索到的目标第一系数和目标第二系数，构建用于反映预设的对应关系的风速值与湍流强度值的变化曲线。
下面分别参照图5和图6来介绍通过单变量循环迭代方式搜索目标第一系数和目标第二系数的过程。
图5示出根据本发明示例性实施例的确定目标第一系数的步骤的流程图。
参照图5，在步骤S501中，将第二系数设置为第一预设值。
后续可通过多次循环迭代来确定目标第一系数，作为示例，第一预设值可设置为一固定值，这样在每次循环迭代中仅有第一系数为变量。在一示例中，可将第二系数设置为零值。
在步骤S502中，基于第i次循环迭代下的第一系数的取值范围的上限值和下限值，确定第i次循环迭代下的第一系数。
例如，可利用如下公式来计算第一系数：
公式(9)中，aσ(i)表示第i次循环迭代下的第一系数，
表示第一系数的取值范围的下限值，/>
表示第一系数的取值范围的上限值。
在步骤S503中，基于第i次循环迭代下的第一系数、第二系数、风速预估值，确定第i次循环迭代下的湍流强度预估值。
例如，可将第i次循环迭代下的第一系数、第二系数、风速预估值代入公式(8)中，以获得第i次循环迭代下的湍流强度预估值。
在步骤S504中，确定第i次循环迭代下的湍流强度预估值是否满足第一预设条件。
作为示例，第一预设条件可指湍流强度参考值大于或者等于第i次循环迭代下的湍流强度预估值。
在一示例中，可基于所获取的多个散点确定一风速-湍流强度的参考线性曲线(如通过各种曲线拟合方式)，将第i次循环迭代下的风速预估值代入参考线性曲线，来获得湍流强度参考值。
在另一示例中，可将根据IEC 61400-1的标准定义所确定的公式(8)的线性曲线确定为参考线性曲线，此时，将第i次循环迭代下的风速预估值代入公式(8)，利用该风速预估值、常量aσ和bσ来获得湍流强度参考值。
如果湍流强度预估值满足第一预设条件(即，湍流强度参考值大于或者等于第i次循环迭代下的湍流强度预估值)，则执行步骤S505：用第i次循环迭代下的第一系数替换第一系数的取值范围的下限值。
也就是说，用第i次循环迭代下的第一系数aσ(i)替换第一系数的取值范围的下限值
如果湍流强度预估值不满足第一预设条件(即，湍流强度参考值小于第i次循环迭代下的湍流强度预估值)，则执行步骤S506：用第i次循环迭代下的第一系数替换第一系数的取值范围的上限值。
也就是说，用第i次循环迭代下的第一系数aσ(i)替换第一系数的取值范围的上限值
在步骤S507中，确定第一系数的取值范围的上限值与下限值的差值。
在步骤S508中，确定上述差值是否满足第一预设精度要求。
作为示例，第一预设精度要求可指第一系数的取值范围的上限值与下限值的差值(也可以是差值的绝对值)小于或者等于第一精度值ε1。
如果不满足第一预设精度要求(即，差值大于第一精度值ε1)，则执行步骤S509：使得i＝i+1，并返回执行步骤S502，继续迭代。
这里，在执行步骤S509之后，可还判断i是否等于M，如果i≠M，则返回执行步骤S502，如果i＝M，则可以重新获取散点来进行循环迭代。这里，1≤i≤M，M为大于零的自然数。
如果满足第一预设精度要求(即，差值小于或者等于第一精度值ε1)，则执行步骤S510：将第i次循环迭代下的第一系数确定为目标第一系数。
图6示出根据本发明示例性实施例的确定目标第二系数的步骤的流程图。
参照图6，在步骤S601中，将第一系数设置为第二预设值。
后续可通过多次循环迭代来确定目标第二系数，作为示例，第二预设值可设置为一固定值，这样在每次循环迭代中仅有第二系数为变量。在一示例中，可将第一系数设置为零值。
在步骤S602中，基于第j次循环迭代下的第二系数的取值范围的上限值和下限值，确定第j次循环迭代下的第二系数。
例如，可利用如下公式来计算第二系数：
公式(10)中，bσ(j)表示第j次循环迭代下的第二系数，
表示第二系数的取值范围的下限值，/>
表示第二系数的取值范围的上限值。
在步骤S603中，基于第j次循环迭代下的第一系数、第二系数、风速预估值，确定第j次循环迭代下的湍流强度预估值。
例如，可将第j次循环迭代下的第一系数、第二系数、风速预估值代入公式(8)中，以获得第j次循环迭代下的湍流强度预估值。
在步骤S604中，确定第j次循环迭代下的湍流强度预估值是否满足第二预设条件。
作为示例，第二预设条件可指湍流强度参考值大于或者等于第j次循环迭代下的湍流强度预估值。
在一示例中，可基于所获取的多个散点确定一风速-湍流强度的参考线性曲线，通过将第j次循环迭代下的风速预估值代入参考线性曲线，来获得湍流强度参考值。
在另一示例中，可将根据IEC 61400-1的标准定义所确定的公式(8)的线性曲线确定为参考线性曲线，此时，将第j次循环迭代下的风速预估值代入公式(8)，利用该风速预估值、常量aσ和bσ来获得湍流强度参考值。
如果湍流强度预估值满足第二预设条件(即，湍流强度参考值大于或者等于第j次循环迭代下的湍流强度预估值)，则执行步骤S605：用第j次循环迭代下的第二系数替换第二系数的取值范围的下限值。
也就是说，用第j次循环迭代下的第二系数bσ(j)替换第二系数的取值范围的下限值
如果湍流强度预估值不满足第二预设条件(即，湍流强度参考值小于第j次循环迭代下的湍流强度预估值)，则执行步骤S606：用第j次循环迭代下的第二系数替换第二系数的取值范围的上限值。
也就是说，用第j次循环迭代下的第二系数bσ(j)替换第二系数的取值范围的上限值
在步骤S607中，确定第二系数的取值范围的上限值与下限值的差值。
在步骤S608中，确定上述差值是否满足第二预设精度要求。
作为示例，第二预设精度要求可指第二系数的取值范围的上限值与下限值的差值(也可以是差值的绝对值)小于或者等于第二精度值ε2。这里，第二精度值ε2与第一精度值ε1的大小可相同也可不同，本领域技术人员可以根据实际需要来设置第二精度值ε2与第一精度值ε1的大小。
如果不满足第二预设精度要求(即，差值大于第二精度值ε2)，则执行步骤S609：使得j＝j+1，并返回执行步骤S602，继续迭代。
这里，在执行步骤S609之后，可还判断j是否等于N，如果j≠N，则返回执行步骤S602，如果j＝N，则可以重新获取散点来进行循环迭代。这里，1≤j≤N，N为大于零的自然数。
如果满足第二预设精度要求(即，差值小于或者等于第二精度值ε2)，则执行步骤S610：将第j次循环迭代下的第二系数确定为目标第二系数。
在一示例中，在确定出目标第一系数和目标第二系数之后，可利用目标第一系数和目标第二系数分别替换上述公式(8)中的常量aσ和bσ，以获得预设的风速值与湍流强度值的对应关系。
图7示出根据本发明示例性实施例的风电机组的风速预估装置的框图。
如图7所示，根据本发明示例性实施例的风电机组的风速预估装置100包括：第一风参获取模块101、第二风参获取模块102、风速偏差确定模块103和风速预估模块104。
具体说来，第一风参获取模块101基于风电机组当前时刻的电磁扭矩值和叶轮转动惯量，获得第一风速变化参数。
在一示例中，第一风参获取模块101可将风电机组当前时刻的电磁扭矩值与叶轮转动惯量的比值，确定为当前时刻的实测风速变化参数。
第二风参获取模块102基于风电机组当前时刻的叶轮转速值、桨距角值和上一时刻的风速预估值，获得第二风速变化参数。
在一优选示例中，第二风参获取模块102可基于风电机组当前时刻的叶轮转速值和当前时刻的桨距角值，确定风电机组当前时刻的风能功率系数，基于空气密度值、风电机组的叶轮扫风面积、叶轮转动惯量、风电机组当前时刻的叶轮转速值、当前时刻的风能功率系数、上一时刻的风速预估值，获得当前时刻的预测风速变化参数。
作为示例，第二风参获取模块102可通过以下方式确定风电机组当前时刻的风能功率系数：利用风电机组的叶轮半径、风电机组当前时刻的叶轮转速值、上一时刻的风速预估值，确定风电机组当前时刻的叶轮尖速比，将与风电机组当前时刻的叶轮尖速比、当前时刻的桨距角值对应的风能功率系数，确定为当前时刻的风能功率系数。
第二风参获取模块102可通过查询预先建立的功率系数表格来找到与风电机组当前时刻的叶轮尖速比、桨距角值对应的风能功率系数，并将所找到的风能功率系数确定为当前时刻的风能功率系数。
风速偏差确定模块103基于所获得的第一风速变化参数和第二风速变化参数，确定当前时刻的风速偏差值。
例如，风速偏差确定模块103可将所获得的实测风速变化参数与预测风速变化参数的差值，确定为当前时刻的风速偏差量。
风速预估模块104利用所确定的风速偏差值确定当前时刻的风速预估值。
例如，风速预估模块104可基于风速偏差量来确定风速变化率，对风速变化率进行积分，获得第一风速值，通过计算风速变化率与当前时刻的叶轮转速值的乘积，获得第二风速值，将第一风速值与第二风速值之和确定为当前时刻的风速预估值。
在本发明示例性实施例中，在获得风速预估值之后，可基于所获得的风速预估值来为风电机组制定各种控制策略。在一优选示例中，根据本发明示例性实施例的风电机组的风速预估装置可还包括降载控制装置，基于所获得的风速预估值来对风电机组进行降载控制。
下面参照图8来介绍降载控制装置对风电机组进行降载控制的过程。
图8示出根据本发明示例性实施例的降载控制装置的框图。
如图8所示，根据本发明示例性实施例的降载控制装置200可包括：湍流强度预估模块201、转速调整模块202和降载执行模块203。
湍流强度预估模块201基于当前时刻的风速预估值来确定当前时刻的湍流强度预估值。
在一优选示例中，湍流强度预估模块201可对当前时刻的风速预估值进行滤波，获得风速滤波预估值，将当前时刻的风速预估值与风速滤波预估值的差值的平方，确定为当前时刻的湍流强度预估值。
转速调整模块202基于所确定的湍流强度预估值来调整风电机组的转速限制值。
例如，转速调整模块202可基于湍流强度预估值与当前时刻的预设湍流强度边界值的比较结果，来调整风电机组的转速限制值。这里，可将与当前时刻的风速预估值对应的湍流强度值，确定为当前时刻的预设湍流强度边界值。
具体地，如果湍流强度预估值大于或者等于预设湍流强度边界值，则转速调整模块202将设定偏差值确定为当前时刻的极限偏差转速值，如果湍流强度预估值小于预设湍流强度边界值，则转速调整模块202确定极限偏差转速值为零，转速调整模块202基于所确定的极限偏差转速值来调整转速限制值。
在一优选示例中，转速调整模块202可还确定风电机组当前时刻的变桨速率值，在此情况下，转速调整模块202通过综合湍流强度预估值与当前时刻的预设湍流强度边界值的比较结果以及当前时刻的变桨速率值与最大变桨速率值的比较结果，来调整风电机组的转速限制值。
具体地，如果湍流强度预估值大于或者等于预设湍流强度边界值、且所确定的变桨速率值小于或者等于最大变桨速率值，则转速调整模块202将设定偏差值确定为极限偏差转速值，如果湍流强度预估值小于预设湍流强度边界值、且所确定的变桨速率值小于或者等于最大变桨速率值，则转速调整模块202确定极限偏差转速值为零，如果所确定的变桨速率值大于最大变桨速率值，则将上一时刻的极限偏差转速值确定为当前时刻的极限偏差转速值，转速调整模块202基于所确定的极限偏差转速值来调整转速限制值。
例如，转速调整模块202基于所确定的极限偏差转速值来调整转速限制值的过程可指将风电机组的转速限制值下降极限偏差转速值，获得调整后的转速限制值。
在一优选示例中，为保证转速限制值调整的平滑，转速调整模块202可确定每个扫描周期的转速阶跃变化量，控制风电机组在每个扫描周期仅下降对应的转速阶跃变化量，以防止转速限制值突变。
例如，转速调整模块202可确定风电机组与每个扫描周期对应的转速阶跃变化量，控制风电机组的转速限制值在每个扫描周期内调整与每个扫描周期对应的转速阶跃变化量，直至风电机组的转速限制值达到目标转速限制值。这里，目标转速限制值为转速限制值与极限偏差转速值的差值。
作为示例，转速调整模块202可通过以下方式确定风电机组与任一扫描周期对应的转速阶跃变化量：确定在任一扫描周期内极限偏差转速值与任一扫描周期的初始转速限制值的差值，确定叶轮转速变化最大值与上述差值中的较小值；基于上述较小值与叶轮转速变化最小值中的较大值，来确定转速阶跃变化量。
降载执行模块203基于调整后的转速限制值来控制风电机组执行降载操作。
例如，转速调整模块202可将风电机组的转速限制值与极限偏差转速值的差值，确定为调整后的转速限制值，降载执行模块203控制风电机组在调整后的转速限制值下运行，以有效降低风电机组的机舱处的载荷，使得风电机组的整机载荷也随之降低。这里，转速限制值可指风电机组的最大转速值。
在一优选示例中，根据本发明示例性实施例的风电机组的风速预估装置可还包括湍流强度边界确定模块(图中未示出)，湍流强度边界确定模块可基于预设的风速值与湍流强度值的对应关系，将与当前时刻的风速预估值对应的湍流强度值，确定为当前时刻的预设湍流强度边界值。
例如，湍流强度边界确定模块可通过以下方式来确定当前时刻的预设湍流强度边界值：获取关于风速预估值和湍流强度预估值的多个散点，基于多个散点的分布情况，确定用于反映风速值与湍流强度值的变化关系的上边界曲线和下边界曲线，基于所确定的上边界曲线和下边界曲线，确定第一系数和第二系数的取值范围，针对第一系数和第二系数，以单变量循环迭代方式，分别搜索使得对应的取值范围的上限值与下限值满足预设精度要求的目标第一系数和目标第二系数，利用搜索到的目标第一系数和目标第二系数，构建用于反映预设的对应关系的风速值与湍流强度值的变化曲线。
图9示出根据本发明示例性实施例的控制器的框图。
如图9所示，根据本发明示例性实施例的控制器300包括：处理器301和存储器302。
具体说来，存储器302用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器301执行时实现上述的风电机组的风速预估方法。
这里，图1所示的风电机组的风速预估方法可在图9所示的处理器301中执行。也就是说，图7和图8所示的各模块可由数字信号处理器、现场可编程门阵列等通用硬件处理器来实现，也可通过专用芯片等专用硬件处理器来实现，还可完全通过计算机程序来以软件方式实现，例如，可被实现为图9中所示的处理器301中的各个模块。
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风电机组的风速预估方法的计算机程序。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)。
根据本发明示例性实施例的风电机组的风速预估方法和装置，在不增加任何硬件成本的条件下，可以准确预估风速值。此外，还可以根据风速预估值判断湍流强度预估值的大小，再依据湍流强度预估值来调整转速限制值，在保证发电量的前提下，还可以降低因极端湍流造成的部件载荷大问题。
尽管已经参照其示例性实施例具体显示和描述了本发明，但是本领域的技术人员应该理解，在不脱离权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以对其进行形式和细节上的各种改变。
Claims (15)
1.一种风电机组的风速预估方法，其特征在于，所述风速预估方法包括：
基于风电机组当前时刻的电磁扭矩值和叶轮转动惯量，获得实测风速变化参数；
基于风电机组当前时刻的叶轮转速值、桨距角值和上一时刻的风速预估值，获得预测风速变化参数；
基于所获得的实测风速变化参数和预测风速变化参数，确定当前时刻的风速偏差量；
利用所确定的风速偏差量确定当前时刻的风速预估值，
其中，利用所确定的风速偏差量确定当前时刻的风速预估值的步骤包括：
基于所确定的风速偏差量，确定风速变化率；
对所确定的风速变化率进行积分，获得第一风速值；
计算所确定的风速变化率与叶轮转速值的乘积，获得第二风速值；
将所获得的第一风速值与第二风速值之和，确定为当前时刻的风速预估值。
2.根据权利要求1所述的风速预估方法，其特征在于，获得实测风速变化参数的步骤包括：
将风电机组当前时刻的电磁扭矩值与叶轮转动惯量的比值，确定为实测风速变化参数，
和/或，确定当前时刻的风速偏差量的步骤包括：
将所获得的实测风速变化参数与预测风速变化参数的差值，确定为当前时刻的风速偏差量。
3.根据权利要求1所述的风速预估方法，其特征在于，获得预测风速变化参数的步骤包括：
基于风电机组当前时刻的叶轮转速值和桨距角值，确定风电机组当前时刻的风能功率系数；
基于空气密度值、风电机组的叶轮扫风面积、叶轮转动惯量、风电机组当前时刻的叶轮转速值、当前时刻的风能功率系数、上一时刻的风速预估值，获得预测风速变化参数。
4.根据权利要求3所述的风速预估方法，其特征在于，通过以下方式确定风电机组当前时刻的风能功率系数：
利用风电机组的叶轮半径、风电机组当前时刻的叶轮转速值、上一时刻的风速预估值，确定风电机组当前时刻的叶轮尖速比；
将与风电机组当前时刻的叶轮尖速比、桨距角值对应的风能功率系数，确定为当前时刻的风能功率系数。
5.根据权利要求1所述的风速预估方法，其特征在于，所述风速预估方法还包括：
基于风速预估值来确定当前时刻的湍流强度预估值；
基于所确定的湍流强度预估值来调整风电机组的转速限制值；
基于调整后的转速限制值来控制风电机组执行降载操作。
6.根据权利要求5所述的风速预估方法，其特征在于，基于风速预估值来确定湍流强度预估值的步骤包括：
对当前时刻的风速预估值进行滤波，获得风速滤波预估值；
将当前时刻的风速预估值与风速滤波预估值的差值的平方，确定为当前时刻的湍流强度预估值。
7.根据权利要求5所述的风速预估方法，其特征在于，基于所确定的湍流强度预估值来调整风电机组的转速限制值的步骤包括：
将所确定的湍流强度预估值与当前时刻的预设湍流强度边界值进行比较；
如果湍流强度预估值大于或者等于所述预设湍流强度边界值，则将设定偏差值确定为当前时刻的极限偏差转速值；
如果湍流强度预估值小于所述预设湍流强度边界值，则确定极限偏差转速值为零；
基于所确定的极限偏差转速值来调整转速限制值。
8.根据权利要求5所述的风速预估方法，其特征在于，所述风速预估方法还包括：
确定风电机组当前时刻的变桨速率值，
将所确定的变桨速率值与最大变桨速率值进行比较，
其中，如果湍流强度预估值大于或者等于预设湍流强度边界值、且所确定的变桨速率值小于或者等于最大变桨速率值，则将设定偏差值确定为极限偏差转速值，
如果湍流强度预估值小于所述预设湍流强度边界值、且所确定的变桨速率值小于或者等于最大变桨速率值，则确定极限偏差转速值为零，
如果所确定的变桨速率值大于最大变桨速率值，则将上一时刻的极限偏差转速值确定为当前时刻的极限偏差转速值。
9.根据权利要求7所述的风速预估方法，其特征在于，基于所确定的极限偏差转速值来调整转速限制值的步骤包括：
确定风电机组与每个扫描周期对应的转速阶跃变化量；
控制风电机组的转速限制值在每个扫描周期内调整与每个扫描周期对应的转速阶跃变化量，直至风电机组的转速限制值达到目标转速限制值，
其中，目标转速限制值为转速限制值与极限偏差转速值的差值。
10.根据权利要求9所述的风速预估方法，其特征在于，通过以下方式确定风电机组与任一扫描周期对应的转速阶跃变化量：
确定在所述任一扫描周期内极限偏差转速值与所述任一扫描周期的初始转速限制值的差值；
确定叶轮转速变化最大值与所述差值中的较小值；
基于所述较小值与叶轮转速变化最小值中的较大值，来确定转速阶跃变化量。
11.根据权利要求7所述的风速预估方法，其特征在于，通过以下方式确定所述预设湍流强度边界值：
基于预设的风速值与湍流强度值的对应关系，将与当前时刻的风速预估值对应的湍流强度值，确定为当前时刻的所述预设湍流强度边界值，
和/或，通过以下方式确定所述预设的风速值与湍流强度值的对应关系：
获取关于风速预估值和湍流强度预估值的多个散点；
基于所述多个散点的分布情况，确定用于反映风速值与湍流强度值的变化关系的上边界曲线和下边界曲线；
基于所确定的上边界曲线和下边界曲线，确定第一系数和第二系数的取值范围；
针对第一系数和第二系数，以单变量循环迭代方式，分别搜索使得对应的取值范围的上限值与下限值满足预设精度要求的目标第一系数和目标第二系数；
利用搜索到的目标第一系数和目标第二系数，构建用于反映所述预设的对应关系的风速值与湍流强度值的变化曲线。
12.根据权利要求11所述的风速预估方法，其特征在于，通过以下方式搜索目标第一系数：
将第二系数设置为第一预设值，通过多次循环迭代来确定目标第一系数，
其中，在每次循环迭代中执行如下步骤：
基于该次循环迭代下的第一系数的取值范围的上限值和下限值，确定该次循环迭代下的第一系数，
确定基于该次循环迭代下的第一系数、第二系数、风速预估值获得的湍流强度预估值是否满足第一预设条件，
如果湍流强度预估值满足第一预设条件，则用该次循环迭代下的第一系数替换第一系数的取值范围的下限值，
如果湍流强度预估值不满足第一预设条件，则用该次循环迭代下的第一系数替换第一系数的取值范围的上限值，
确定第一系数的取值范围的上限值与下限值的差值是否满足第一预设精度要求，
如果不满足第一预设精度要求，则继续迭代，
如果满足第一预设精度要求，则将该次循环迭代下的第一系数确定为目标第一系数，
和/或，通过以下方式搜索目标第二系数：
将第一系数设置为第二预设值，通过多次循环迭代来确定目标第二系数，
其中，在每次循环迭代中执行如下步骤：
基于该次循环迭代下的第二系数的取值范围的上限值和下限值，确定该次循环迭代下的第二系数，
确定基于该次循环迭代下的第一系数、第二系数、风速预估值获得的湍流强度预估值是否满足第二预设条件，
如果湍流强度预估值满足第二预设条件，则用该次循环迭代下的第二系数替换第二系数的取值范围的下限值，
如果湍流强度预估值不满足第二预设条件，则用该次循环迭代下的第二系数替换第二系数的取值范围的上限值，
确定第二系数的取值范围的上限值与下限值的差值是否满足第二预设精度要求；
如果不满足第二预设精度要求，则继续迭代，
如果满足第二预设精度要求，则将该次循环迭代下的第二系数确定为目标第二系数。
13.一种风电机组的风速预估装置，其特征在于，所述风速预估装置包括：
第一风参获取模块，基于风电机组当前时刻的电磁扭矩值和叶轮转动惯量，获得第一风速变化参数；
第二风参获取模块，基于风电机组当前时刻的叶轮转速值、桨距角值和上一时刻的风速预估值，获得第二风速变化参数；
风速偏差确定模块，基于所获得的第一风速变化参数和第二风速变化参数，确定当前时刻的风速偏差值；
风速预估模块，利用所确定的风速偏差值确定当前时刻的风速预估值，
其中，风速预估模块被配置为：基于所确定的风速偏差值，确定风速变化率；对所确定的风速变化率进行积分，获得第一风速值；计算所确定的风速变化率与叶轮转速值的乘积，获得第二风速值；将所获得的第一风速值与第二风速值之和，确定为当前时刻的风速预估值。
14.一种控制器，其特征在于，包括：
处理器；
存储器，用于存储计算机程序，所述计算机程序在被所述处理器执行时实现如权利要求1至12中任意一项所述的风电机组的风速预估方法。
15.一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12中任意一项所述的风电机组的风速预估方法。
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