[发明专利]一种基于功率曲线分析的风电机组偏航误差固有偏差辨识及补偿方法

权利要求书

1.一种基于功率曲线分析的风电机组偏航误差固有偏差辨识及补偿方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)根据待分析风电机组偏航误差固有偏差辨识及补偿需求，读取相应需求周期内总计N条待分析风电机组的SCADA系统中测量得到的风电机组运行数据信息，该信息包含风速{v_i}、有功功率{P_i}、环境气压{B_i}、环境温度{T_i}以及偏航误差{θ_i}，将信息数据集记为其中i＝1，2，3，…，N；

2)基于步骤1)中的信息数据集计算得出对应时刻的空气密度{ρ_i}，并将信息数据集中的风速{v_i}信息修正到参考空气密度ρ₀下的修正风速，记为其中i＝1，2，3，…，N；

3)将步骤2)中修正风速有功功率{P_i}以及偏航误差{θ_i}合成为风电机组偏航误差固有偏差分析数据集{X_i}，并以一定的偏航误差间隔将{X_i}划分为M个区间，记第k个偏航误差划分区间中的数据个数为N_k、偏航误差固有偏差分析数据集为其中k＝1，2，3，…，M，l＝1，2，3，…，N_k；

4)基于M个区间的偏航误差固有偏差分析数据集分别拟合出M条真实功率曲线，记第k个偏航误差区间下的真实功率曲线为{PC_k}，其中k＝1，2，3，…，M；

5)分别计算M个偏航误差区间下的真实功率曲线{PC_k}各自的量化性能指标PI_k，其中k＝1，2，3，…，M；量化性能指标PI_k的定义如下：

其中N_h为1年时间转化为小时的数值；CAP为待分析风电机组的额定功率；为第k个偏航误差区间下、第j个修正风速区间中的风速中值，即且为第k个偏航误差区间的真实功率曲线{PC_k}上对应的有功功率值，且F(·)函数为Rayleigh分布的累计概率分布函数，具体公式如下

其中v_ave为待分析风电机组的年平均风速；

6)通过偏航误差固有偏差辨识准则确定该风电机组的偏航误差固有偏差值θ_im的辨识结果，并将该偏差值θ_im直接以增量形式补偿到偏航误差实际测量值θ上，得到最终补偿后的偏航误差真实值θ′；

所述偏航误差固有偏差辨识准则定义如下：将步骤5)中所有M个偏航误差区间下真实功率曲线{PC_k}的量化性能指标PI_k由大到小进行排列，并选出最大量化性能指标PI_max对应的区间下标k′，则偏航误差固有偏差值θ_im的辨识结果计算公式如下

其中θ_lb和θ_ub分别为待分析偏航误差范围的下界和上界。

2.根据权利要求1所述的一种基于功率曲线分析的风电机组偏航误差固有偏差辨识及补偿方法，其特征在于，所述步骤2)中，空气密度ρ_i以及修正风速的计算公式如下：

2-a)空气密度ρ_i：

其中R₀为干燥空气的比气体常数；R_w为水蒸气的比气体常数；P_w为水蒸气的气压；B_i为环境气压，通过SCADA系统获取，或者通过估计，其中B₀为标准海平面大气压强，e为自然常数，g为重力加速度，z为风电机组轮毂处海拔高度，R为空气的比气体常数；为相对环境湿度，通过SCADA系统获取，或者设置

2-b)修正风速

其中ρ₀为参考空气密度。