[发明专利]偏航误差角获得方法及偏航控制方法/装置和风力发电机组

说明书

技术领域

本发明涉及风力发电技术，尤其涉及一种风机固有偏航误差角获得方法、偏航控制方法、装置及风力发电机组。

背景技术

现在大型风力发电机组现场安装过程中，由于装配工艺的限制以及高空作业的困难，风力发电机组机舱初始位置与风向标初始位置的精确标定在实际操作中存在困难。目前在风电场安装机组时调试人员一般根据经验采用目测来进行风向标初始位置的标定，这导致风力发电机组机舱初始位置与风向标初始位置存在固有偏差。此外，由于目前风电场使用的风向标大多数为机械式风速风向仪，其长时间运行会产生机械磨损且在寒冷环境下运行时会结冰，这都会对偏航角的测量造成影响，因此即使在风电场安装机组时可以精确标定风向标与风机机舱的初始位置，风力发电机组偏航角的测量也会存在测量偏差。由于上述固有偏差和测量偏差的存在，使得风力发电机组偏航角的测量不够准确，这会使得风机的偏航控制不准确，因而风机机舱不能正对风向，而是存在一定偏差，这降低了风能的利用率，使得风力发电机组的发电效率降低，造成风机功率和发电量得下降。目前，由于由上述固有偏差和测量偏差造成的固有偏误差角较小，且传统风机功率较小，因而上述固有偏航误差角对传统风机的影响较小，因此风机制造商在制造传统风力发电机时并没有重视固有偏航误差角对风机的影响，更没有进行充分的研究和修正。但是，随着风力发电机组单机容量的不断增大，风力发电机组固有偏航误差角导致的风力发电机组功率损失不断增大，这大大降低了风机的发电量；加之风力发电设备制造行业竞争激烈，风力发电运营厂商对风力发电机组发电效率的要求也越来越高，因而迫切需要一种可以减小上述固有偏航误差角造成的功率损失提高风机发电效率和发电量的方法。

发明内容

本发明致力于解决由于上述固有偏航误差角造成风机发电效率降低的问题。为解决上述问题，本发明提供了一种获得风力发电机组固有偏航误差角的方法，其可以获得风力发电机组固有偏航误差角，从而可在偏航过程中根据该固有偏航误差角对偏航角进行修正，以减小甚至消除固有偏航误差角对风力发电机组偏航的影响，使得风力发电机组偏航较准确，从而可以保证风力发电机组始终正对风向，提高发电效率。

为解决上述问题，本发明还提供了一种风力发电机组偏航控制方法，其应用上述固有偏航误差角获得方法获得风力发电机组的固有偏航误差角，并在偏航控制中根据该固有偏航误差角对偏航角度进行修正，从而可使得偏航控制较准确，从而提高了风能利用率，以及发电效率和发电量。

为解决上述问题，本发明还提供了风力发电机组偏航控制装置，应用该偏航控制装置可提高风能利用率，以及风机发电效率和发电量。

为解决上述问题，本发明还提供了一种应用上述偏航控制方法和/或上述偏航控制装置的风力发电机组，其具有较高的发电效率和发电量。

为此，本发明提供了一种获得风力发电机组固有偏航误差角的方法，其包括下述步骤：1)根据所述风力发电机组偏航角的理论值和检测值，获得所述固有偏航误差角的绝对值；2)判断所述固有偏航误差角的正负，以获得风力发电机组固有偏航误差角的数值。

其中，所述步骤1)具体包括下述步骤：获得所述风力发电机组偏航角的理论值；获得所述风力发电机组偏航角的检测值；根据所述偏航角的理论值和检测值获得所述风力发电机固有偏航误差角的绝对值。

其中，所述获得风力发电机组偏航角的理论值的步骤具体包括：

检测风力发电机当前功率P₁；检测风力发电机所处环境的当前风速，并根据该风力发电机的风速功率关系，获得当前风速下风力发电机偏航角为零时的输出功率P₀；根据P₁和P₀获得风力发电机偏航角理论值。

其中，所述步骤2)具体包括下述步骤：21)将步骤1)获得的风力发电机组偏航角检测值和固有偏航误差角的绝对值分别作为风力发电机组的第一偏航角和第一偏航误差角；22)将所述第一偏航误差角加至所述第一偏航角以对第一偏航角进行修正，并根据修正后的结果对风力发电机进行偏航控制；23)重新获得当前偏航角的理论值和检测值，基于所述理论值和检测值重新获得风力发电机组当前固有偏航误差角的绝对值，并将其作为风力发电机组的第二偏航误差角；24)判断所述第一偏航误差角和第二偏航误差角的大小，若所述第一偏航误差角小于所述第二偏航误差角，则所述固有偏航误差角为正；若所述第一固有偏航误差角大于所述第二固有偏航误差角，则所述固有偏航误差角为负，从而获得风力发电机组固有偏航误差角的数值。