[发明专利]确定风力发电机组的对风角度的方法及装置

说明书

提供一种确定风力发电机组的对风角度的方法及装置。所述方法包括：(A)获取风力发电机组的实时气动功率值；(B)基于获取的实时气动功率值计算风力发电机组的对风角度有效值；(C)基于计算得到的对风角度有效值确定风力发电机组的对风角度。根据所述方法及装置，能够便捷、准确地确定风力发电机组的对风角度，且无需额外加装任何硬件设备。

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，涉及一种确定风力发电机组的对风角度的方法及装置。

背景技术

当前风力发电行业内，兆瓦级以上功率的主流机型通常采用水平轴式设计。基于水平轴式设计的风力发电机组必须配备偏航系统，偏航系统的主要作用是使风力发电机组在进行发电时尽可能处于迎风状态，这就要求偏航系统时刻跟踪风向变化。如图1所示，偏航系统通常通过安装在机舱顶部的风向传感器(也即，风向标)来获取对风角度(风向与机舱轴线之间的夹角的角度)。

由于风力发电机组的工作环境往往比较恶劣，受到低温、雨雪、潮湿、风沙等影响，风向标容易发生故障。例如，在雨雪天气下容易发生结冰、轴承损坏等。而如果风向标发生故障，则会导致偏航系统获取的对风角度不准确，这将会造成风力发电机组的发电量损失，一些情况下甚至会影响到风力发电机组的安全，例如，大风时风力发电机组侧风偏航。

然而，一方面，风向标的轻微故障较难被发现，由于风向标输出的信号的特殊性和唯一性，若输出的信号仅存在较小的误差，除非对风向标进行检测，或者长时间观察安装此风向标的风力发电机组的性能特征，否则很难发现风向标发生轻微故障；另一方面，风向标的故障较难被及时发现，通常在现场技术人员发现风力发电机组明显对风异常，或者风力发电机组的发电效能明显下降后才会发现风向标发生故障。

为了解决通过风向标获取对风角度可靠性较差的问题，目前的解决方案有：为风力发电机组加装第二套风向标。但由于两套风向标安装的位置相同，工作环境相同，工作原理相同，因此，如果第一套风向标由于天气恶劣原因发生故障，则第二套风向标很可能也因为同样的原因发生故障，故这种解决方案可靠性较差，且增加了成本。

发明内容

本发明的示例性实施例在于提供一种确定风力发电机组的对风角度的方法及装置，其能够解决现有技术存在的获取的对风角度可靠性差的问题。

根据本发明的示例性实施例，提供一种确定风力发电机组的对风角度的方法，其特征在于，所述方法包括：(A)获取风力发电机组的实时气动功率值；(B)基于获取的实时气动功率值计算风力发电机组的对风角度有效值；(C)基于计算得到的对风角度有效值确定风力发电机组的对风角度。

可选地，步骤(A)包括：(a1)获取风力发电机组的实时发电机输出功率值；(a2)基于获取的实时发电机输出功率值和风力发电机组的传动效率来计算得到风力发电机组的实时气动功率值。

可选地，步骤(a1)包括：直接读取实时检测到的风力发电机组的实时发电机输出功率值；或者，获取风力发电机组的实时并网功率值，并基于获取的实时并网功率值和风力发电机组的主回路损耗功率值来计算得到风力发电机组的实时发电机输出功率值。

可选地，步骤(B)包括：在所述实时气动功率值的基础上，实时空气密度、实时风速、风力发电机组的实时风能利用系数、风力发电机组的叶轮半径之中的至少一项也被用于计算风力发电机组的对风角度有效值。

可选地，步骤(B)包括：(b1)基于获取的实时气动功率值计算风力发电机组的对风角度候选值；(b2)从计算得到的对风角度候选值中确定风力发电机组的对风角度有效值。

可选地，步骤(b2)包括：(b21)获取实时检测到的风力发电机组的振动信号；(b22)根据获取的振动信号从计算得到的对风角度候选值中确定风力发电机组的对风角度有效值。