[发明专利]一种风力发电机组偏航对风校准方法及装置

权利要求书

1.一种风力发电机组偏航对风校准方法，其特征是，包括：

(1)划分风速区间，设定初始寻优区间和收敛精度；

风速区间的划分是考虑到不同风速下的尾流偏转角度不同，进行风速区间的划分；初始寻优区间是根据偏航零位的偏差和尾流偏转角度来确定；

(2)判断风速区间是否满足收敛精度要求，若满足，则进入步骤(7)；若不满足，进入步骤(3)；

(3)初始化每个风速区间的两个风向偏置，采用寻优算法计算每个风速区间的两个风向偏置的平均功率值；

寻优算法选用黄金分割算法；

采用黄金分割算法对每个风速区间的风向偏置的平均功率值的计算方法为：

按照一定间隔将对每个风速区间划分成若干个小区间，当每个风速区间内的小区间的点数达到设定点数时，计算在该小区间在风向偏置下的平均功率；

计算每个风速区间内所有小区间在风向偏置下的平均功率的和，并求取平均值，得到每个风速区间在风向偏置下的平均功率值；

(4)比较风速区间的两个风向偏置的平均功率值的大小；

(5)根据比较结果判断收敛方向；

(6)计算收敛方向所对应的风速区间的上下限、风向偏置及其平均功率值，判断该风速区间是否满足收敛精度要求，若满足，则进入步骤(7)；若不满足，则将该风向偏置的平均功率值与前一次计算得到的风向偏置的最大平均功率值相比较，返回步骤(5)，依次循环，直至满足收敛精度要求；

(7)计算偏航偏置角，将偏航偏置角与风向测量值叠加并进行偏航对风校准。

2.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航对风校准方法，其特征是，所述步骤(2)中，判断风速区间是否满足收敛精度要求的方法为：

若风速区间[a_k,b_k]的长度不大于收敛精度，即b_k-a_k≤L，则满足收敛精度要求；若大于收敛精度，即b_k-a_k>L，则不满足收敛精度要求。

3.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航对风校准方法，其特征是，所述步骤(3)中，初始化每个区间的风向偏置的方法为：

在初始寻优区间内，按照黄金分割原理初始化每个区间的两个风向偏置μ1和λ1，采用这两个风向偏置μ₁和λ₁对寻优区间进行分割和取舍。

4.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航对风校准方法，其特征是，所述步骤(5)中，收敛方向的判断方法为：

根据风速区间的两个风向偏置的平均功率值f(λ_k)和f(μ_k)，利用黄金分割原理判断收敛方向，即若f(λ_k)>f(μ_k)，则判断向其中一个方向收敛，计算风向区间的上下限、风向偏置值λ_k+1及其平均功率值f(λ_k+1)，其中，k＝1,2,3…；若f(λ_k)≤f(μ_k)，则判断向另一个方向收敛，计算风向区间的上下限、风向偏置值μ_k+1及其平均功率值f(μ_k+1)。

5.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航对风校准方法，其特征是，所述步骤(6)中，收敛方向所对应的风向偏置的平均功率值的计算方法为：

根据判断出的收敛方向，采用黄金分割算法重新计算该收敛方向所对应的风向偏置值以及该风向偏置的平均功率值。

6.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航对风校准方法，其特征是，所述偏航偏置角的计算方法为：

根据当前收敛的风速区间的上限和下限计算偏航偏置角；

基于偏航偏置角进行偏航对风校准。

7.一种风力发电机组偏航对风校准装置，其特征是，包括：

偏航偏置角计算模块，用于采用权利要求1-6中任一项所述的风力发电机组偏航对风校准方法计算偏航偏置角，传输至叠加模块；

风速风向仪，用于测量风向，将风向测量值传输至叠加模块；

叠加模块，用于将偏航偏置角与风向测量值叠加，对风向测量值进行补偿校正，将校准后的风向测量值传输至偏航控制器；

偏航控制器，用于根据校准后的风向测量值控制偏航电机进行对风校准。