[发明专利]一种风机偏航角度计算方法及计算系统

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，特别涉及一种风机偏航角度计算方法及计算系统。

背景技术

风能是一种清洁的可再生能源。作为风能利用的主要形式，风力发电是目前技术最成熟，最具规模化开发条件和商业化发展前景的可再生能源发电方式之一。风力发电过程中，风向可能会随时变化，这就需要对风机组进行偏航控制。偏航控制是风机组在可用风速范围内自动准确对风，在连续跟踪风向可能造成电缆缠绕的情况下自动解缆，从而使风机能够运转平稳可靠，高效利用风能，节约大量能源，进一步降低发电成本并且有效地保护风机。

在偏航控制中偏航角度的计算是非常重要的部分，精确的偏航角度计算不仅有利于偏航控制系统，而且可以准确算出风机机舱位置和扭缆角度。准确的机舱位置有利于风场风况的研究，准确的扭缆角度则可以更好的控制风电机组自动解缆，以防电缆扭缆角度过大而缩短电缆使用寿命。

参见图1，示出现有的偏航角度计算方法，具体步骤如下。

步骤S101、根据当前风向，得到当前偏航角度参考值a1；

步骤S102、在风电机组偏航轴承上设置转速计，转速计与轴承同步旋转，通过转速计获得当前偏航角度实际值a2；

步骤S103、用当前偏航角度参考值a1减去偏航角度实际值a2，得到偏航角度误差Δa；

步骤S104、采集多组偏航角度误差Δa，总结偏航角度误差Δa的变化规律，依据该变化规律校正当前偏航角度实际值a2，得到所需的偏航角度a。该偏航角度a表示风机在对风时，应该偏航多少角度达到对风的目的。上述计算方法用于计算风机在偏航过程中的偏航角度时，因传感器信号被干扰等因素影响，很难获得风机在偏航过程中的偏航角度。

发明内容

本发明的目的提供一种风机偏航角度计算方法，该方法可准确计算风机的偏航角度。

本发明一种风机偏航角度计算方法，在风机的机舱中，靠近偏航回转支承齿轮位置设置至少两个接近开关传感器，该方法包括：风机偏航，接近开关传感器围绕偏航回转支承齿轮转动，对应偏航回转支承齿轮的凸齿和凹齿位置时，生成不同的电平信号；将上述电平信号组成检测信号编码，比较检测信号编码与预置编码，如循环顺序不一致，滤除上述电平信号；如循环顺序一致，依据上述电平信号计算偏航角度。

优选的，依据上述电平信号计算偏航角度为：360°*X/(N*2k)；其中，N偏航回转支承齿轮的总齿数；K为接近开关传感器的数量；X为检测信号编码的个数。

优选的，还包括：所述预置编码包括顺时针偏航编码和逆时针偏航编码，如与顺时针偏航编码循环顺序一致，风机顺时针偏航；如与逆时针偏航编码循环顺序一致，风机逆时针偏航。

优选的，还包括：如检测信号编码为单一值，确认所述风机没有偏航。

优选的，对应偏航回转支承齿轮的凸齿和凹齿位置时，生成不同的电平信号为：对应偏航回转支承齿轮的凸齿时，生成高电平信号；对应偏航回转支承齿轮的凹齿时，生成低电平信号。

本发明还提供一种风机偏航角度计算系统，该系统可准确计算风机的偏航角度。

本发明一种风机偏航角度计算系统，包括在风力风机的机舱中，靠近偏航回转支承齿轮位置设置的至少两个接近开关传感器，风机偏航时，接近开关传感器围绕偏航回转支承齿轮转动，对应偏航回转支承齿轮的凸齿和凹齿位置时，生成不同的电平信号；还包括控制器，控制器包括故障信号判断模块和偏航角度计算模块，用于接收将上述电平信号，组成检测信号编码，比较检测信号编码与预置编码，如循环顺序不一致，滤除上述电平信号；如循环顺序一致，启动偏航角度计算模块依据上述电平信号计算偏航角度。

优选的，偏航角度计算模块用于依据算式360°*X/(N*2k)计算偏航角度，其中，N偏航回转支承齿轮的总齿数；K为接近开关传感器的数量；X为检测信号编码的个数。

优选的，接近开关传感器为低温型抗干扰强的传感器。

优选的，偏航回转支承齿轮的凸齿为金属材料，凹齿为非金属材料。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明可准确检测出发生故障的高低电平信号，并滤除，保证参与偏航角度计算的高低电平信号为正常信号，有效避免故障信号导致的偏航角度计算不准确，确保偏航角度计算的准确性。

附图说明

图1为现有偏航角度计算方法流程图；

图2为本发明风机偏航角度计算方法流程图；

图3为本发明两个接近开关传感器的电平信号图；

图4为本发明风机偏航角度计算系统示意图。

具体实施方式