[发明专利]一种基于时间分区和偏航扇区的偏航角度定位控制方法

说明书

本发明公开了一种基于时间分区和偏航扇区的偏航角度定位控制方法，包括以下步骤：采集变量数据、偏航判定模块对变量数据进行判定以及主控系统控制偏航，采集变量数据为通过对采集机组的风速、风向、偏航角度以及偏航电机动作指令常规控制变量参数的监控，得到风速均值、风向β、偏航角度均值α以及偏航次数累加值N的变量数据，将变量数据作为偏航判定模块的输入变量；本发明采集机组的风速、风向、偏航角度和偏航电机动作指令以及系统时间等变量，获得机组在某个时间段内偏航次数的最大值，说明此时机组在该特定偏航扇区为主导风向；单机结合时间分区提前实现偏航对风，提高了机组的捕风能力，降低了大风下偏航导致的发电量损失。

技术领域

本发明涉及风力发电技术领域，具体涉及一种基于时间分区和偏航扇区的偏航角度定位控制方法。

背景技术

自然界中风速、风向都具有随机性，一般风机设计时，风电场的主风向是基本相同的。电控设计中根据风向变化和风速大小，将机组的偏航控制按照预设偏航角度对风偏航。但风电场的机组微观选址与实际机组的风况并不能做到完全一致，存在同一个风场机组的主风向不一致的情况发生。例如图6所示，某一个风电场风向上午主风向一致，但下午则主风向不明显。导致机组上午朝着同一个方向偏航对风，但下午多台机组存在多个对风角度。如图6中4号、5号机组对风角度偏差较大，在大风条件下因对风偏航会损失发电量，导致整场机组的理论发电量不能满足预期发电能力的要求。

现有的专利主要针对偏航扇区划分进行偏航控制参数调整，采用新的监控设备对偏航角度提前预估，采用限位设备对偏航电缆进行扭缆保护等主要方面。专利CN108533452A提供了一种风力发电机偏航扇区划分和偏航控制参数动态调整的控制方法，将360°偏航角度区间划分为多个扇区，并同步设置不同扇区对应的解缆参数，根据风向的变化情况，监测所在扇区后执行对应扇区参数下偏航动作，然而，该专利主要实现不同扇区位置下偏航参数的动态调整和偏航控制，未实现不同扇区下机组偏航角度随时间的提前预知。专利CN108953060A提出采用雷达技术预知偏航对风控制，但雷达价格较高，对陆上机组尚未普及。CN108547736A和CN108825432A基于机组运行数据采用新的算法去预估风速变化趋势，进而实现机组的偏航对风控制，但因算法复杂可实施性及代码转换麻烦，需要做的测试较多，开发周期和测试周期较长。专利CN109083808A和专利CN109340046A提供了采用遗传算法或是基于风速区间实现偏航对风控制，属于传统的控制方式。专利CN203385409U提出了一种偏航扭缆测试方式，其机理属于偏航凸轮机构实现不同传动比下极限位置的触发来提前预警，防止出现偏航角度过大导致线缆扭断发生，与现有的偏航编码器配置功能类似。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于时间分区和偏航扇区的偏航角度定位控制方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于时间分区和偏航扇区的偏航角度定位控制方法，其特征在于，包括以下步骤：采集变量数据、偏航判定模块对变量数据进行判定以及主控系统控制偏航，所述采集变量数据为通过对采集机组的风速、风向、偏航角度以及偏航电机动作指令常规控制变量参数的监控，得到风速均值、风向β、偏航角度均值α以及偏航次数累加值N的变量数据，将变量数据作为偏航判定模块的输入变量；

偏航判定模块对变量数据进行判定，偏航判定模块通过分区定位和冒泡排序获取变量数据的最大值来实现偏航次数最大化确认，分区定位包括风速分区、时间分区和偏航角度分区，

1)风速分区为按照风速大小给定分区，将0～2.5m/s划分为一个低风速区，10.5～22m/s划分为高风速区，2.5～10.5m/s采用区间值为2m/s做区分，共划分6组，

2)时间分区为按照日划分为6个区间，每个区间4个小时，按月份最大时间区间为31，

3)偏航角度分区为根据-360°～+360°划分24个分区，每个分区30°为一个偏航扇区，