本發(fā)明涉及風(fēng)機(jī)偏航，具體而言，涉及一種風(fēng)機(jī)偏航控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)。

背景技術(shù)：

1、風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航系統(tǒng)的主要作用為根據(jù)風(fēng)向的變化，旋轉(zhuǎn)機(jī)艙和葉輪，使葉輪正對風(fēng)向，以便使葉輪獲得最大的風(fēng)能用于發(fā)電。對風(fēng)的過程即通過偏航系統(tǒng)的多個(gè)偏航驅(qū)動電機(jī)同時(shí)旋轉(zhuǎn)帶動機(jī)艙和葉輪旋轉(zhuǎn)，并通過制動系統(tǒng)將機(jī)艙維持在目標(biāo)偏航角度。

2、風(fēng)具有不確定性和波動性，現(xiàn)有主動偏航技術(shù)通過風(fēng)輪方向與風(fēng)向偏差之間的夾角進(jìn)行判斷，該風(fēng)向?yàn)轭A(yù)測風(fēng)向或?qū)崟r(shí)風(fēng)向，在夾角大于設(shè)定角度時(shí)，執(zhí)行偏航，在偏航調(diào)節(jié)后，當(dāng)夾角小于設(shè)定角度則偏航停止，然而該偏航控制方式至少存在以下缺陷：（1）基于實(shí)時(shí)風(fēng)向的偏航調(diào)節(jié)方式具有較大的滯后性，難以滿足風(fēng)機(jī)在變風(fēng)條件下對偏航控制的自適應(yīng)能力，造成了風(fēng)能利用率的下降以及綜合經(jīng)濟(jì)效益降低等一系列問題；（2）基于預(yù)測風(fēng)向的偏航調(diào)節(jié)方式在提高了偏航控制及時(shí)性的同時(shí)，也存在著預(yù)測準(zhǔn)確性的問題；（3）若風(fēng)向頻繁變化，則會出現(xiàn)頻繁偏航情況，造成了制動系統(tǒng)的磨損加劇。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種風(fēng)機(jī)偏航控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)，旨在解決背景技術(shù)中所指出的問題。

2、本發(fā)明的實(shí)施例通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：一種風(fēng)機(jī)偏航控制方法，包括以下步驟：

3、獲取風(fēng)速-風(fēng)向變化角度關(guān)系曲線，將所述關(guān)系曲線作為各種風(fēng)速條件下偏航系統(tǒng)啟動的判定條件，并利用不同的偏航時(shí)延對不同偏航策略進(jìn)行模擬，基于目標(biāo)經(jīng)濟(jì)效益，從模擬得到的多組偏航控制參數(shù)中確定偏航時(shí)刻t1；

4、獲取下一次偏航發(fā)生時(shí)刻t1的風(fēng)向預(yù)測值以及t1前的n個(gè)歷史風(fēng)向，基于所述風(fēng)向預(yù)測值和n個(gè)歷史風(fēng)向得到目標(biāo)偏航角度，n為大于等于1的正整數(shù)；

5、在風(fēng)機(jī)滿足偏航條件，且目標(biāo)偏航角度大于第一對風(fēng)角度閾值|θ|時(shí)，判斷當(dāng)前時(shí)刻t2與t1的時(shí)差t是否為0，以及判斷t1與上一次風(fēng)機(jī)偏航時(shí)刻t1-1的時(shí)差t3是否小于設(shè)定時(shí)差t4，在滿足第一時(shí)差條件時(shí)，風(fēng)機(jī)以第一偏航速度v1偏航ε，ε為目標(biāo)偏航角度與第一對風(fēng)角度閾值|θ|的加權(quán)值，在滿足第二時(shí)差條件時(shí)，風(fēng)機(jī)以第二偏航速度v2偏航ε；

6、在風(fēng)機(jī)滿足偏航條件，且目標(biāo)偏航角度大于第二對風(fēng)角度閾值-|θ|時(shí)，判斷t是否為0，以及判斷t3是否小于t4，在滿足第一時(shí)差條件時(shí)，風(fēng)機(jī)以第一偏航速度v1偏航-ε，所述第一時(shí)差條件為t為0且t3小于t4，-ε為目標(biāo)偏航角度與第二對風(fēng)角度閾值-|θ|的加權(quán)值，在滿足第二時(shí)差條件時(shí)，風(fēng)機(jī)以第二偏航速度v2偏航-ε，所述第二時(shí)差條件為t為0且t3大于t4。

7、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述目標(biāo)偏航角度為基于風(fēng)向預(yù)測值和n個(gè)歷史風(fēng)向的均值確定。

8、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，采用如下表達(dá)式確定目標(biāo)偏航角度：

9、

10、上式中，為風(fēng)機(jī)t1時(shí)刻的目標(biāo)偏航角度，mean(?)為均值函數(shù)，α為風(fēng)向預(yù)測模型輸出的風(fēng)向預(yù)測值，為風(fēng)機(jī)t1時(shí)刻前的n個(gè)歷史風(fēng)向之和，表示t1時(shí)刻前的歷史風(fēng)向。

11、根據(jù)一種優(yōu)選實(shí)施方式，所述偏航條件為風(fēng)場風(fēng)速大于設(shè)定風(fēng)速值或風(fēng)機(jī)處于并網(wǎng)狀態(tài)。

12、本發(fā)明還提供一種風(fēng)機(jī)偏航控制系統(tǒng)，包括：

13、關(guān)系曲線獲取模塊，用于獲取風(fēng)速-風(fēng)向變化角度關(guān)系曲線，將所述關(guān)系曲線作為各種風(fēng)速條件下偏航系統(tǒng)啟動的判定條件，并利用不同的偏航時(shí)延對不同偏航策略進(jìn)行模擬，基于目標(biāo)經(jīng)濟(jì)效益，從模擬得到的多組偏航控制參數(shù)中確定偏航時(shí)刻t1；

14、目標(biāo)偏航角度獲取模塊，獲取下一次偏航發(fā)生時(shí)刻t1的風(fēng)向預(yù)測值以及t1前的n個(gè)歷史風(fēng)向，基于所述風(fēng)向預(yù)測值和n個(gè)歷史風(fēng)向得到目標(biāo)偏航角度，n為大于等于1的正整數(shù)；

15、判斷模塊，在風(fēng)機(jī)滿足偏航條件，且目標(biāo)偏航角度大于第一對風(fēng)角度閾值時(shí)|θ|，判斷當(dāng)前時(shí)刻t2與t1的時(shí)差t是否為0，以及判斷t1與上一次風(fēng)機(jī)偏航時(shí)刻t1-1的時(shí)差t3是否小于設(shè)定時(shí)差t4，在滿足第一時(shí)差條件時(shí)，風(fēng)機(jī)以第一偏航速度v1偏航ε，ε為目標(biāo)偏航角度與第一對風(fēng)角度閾值|θ|的加權(quán)值，在滿足第二時(shí)差條件時(shí)，風(fēng)機(jī)以第二偏航速度v2偏航ε；

16、在風(fēng)機(jī)滿足偏航條件，且目標(biāo)偏航角度大于第二對風(fēng)角度閾值-|θ|時(shí)，判斷t是否為0，以及判斷t3是否小于t4，在滿足第一時(shí)差條件時(shí)，風(fēng)機(jī)以第一偏航速度v1偏航-ε，所述第一時(shí)差條件為t為0且t3小于t4，-ε為目標(biāo)偏航角度與第二對風(fēng)角度閾值-|θ|的加權(quán)值，在滿足第二時(shí)差條件時(shí)，風(fēng)機(jī)以第二偏航速度v2偏航-ε，所述第二時(shí)差條件為t為0且t3大于t4。

17、本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述所述的方法。

18、本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述所述的方法。

19、本發(fā)明所提供的一種風(fēng)機(jī)偏航控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)的技術(shù)方案至少具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

20、（1）通過基于風(fēng)向預(yù)測值以及歷史風(fēng)向計(jì)算目標(biāo)偏航角度，既能反映實(shí)際風(fēng)向變化特征，又能反映歷史風(fēng)向變化特征，可有效降低偏航誤差；

21、（2）通過對時(shí)差t進(jìn)行判斷，可在下一次偏航前通過實(shí)時(shí)環(huán)境參數(shù)變化對預(yù)測風(fēng)向進(jìn)行更新，以得到匹配下一次偏航的最佳目標(biāo)偏航角度，可有效提高偏航精度，通過對時(shí)差t3進(jìn)行判斷，根據(jù)判斷結(jié)果對偏航速度進(jìn)行控制，可有效避免頻繁的偏航帶來的制動系統(tǒng)磨損加劇，以延長制動系統(tǒng)的使用壽命。

技術(shù)特征：

1.一種風(fēng)機(jī)偏航控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的風(fēng)機(jī)偏航控制方法，其特征在于，所述目標(biāo)偏航角度為基于風(fēng)向預(yù)測值和n個(gè)歷史風(fēng)向的均值確定。

3.如權(quán)利要求2所述的風(fēng)機(jī)偏航控制方法，其特征在于，采用如下表達(dá)式確定目標(biāo)偏航角度：

4.如權(quán)利要求1至3任一項(xiàng)所述的風(fēng)機(jī)偏航控制方法，其特征在于，所述偏航條件為風(fēng)場風(fēng)速大于設(shè)定風(fēng)速值或風(fēng)機(jī)處于并網(wǎng)狀態(tài)。

5.一種風(fēng)機(jī)偏航控制系統(tǒng)，其特征在于，包括：

6.一種電子設(shè)備，包括存儲器、處理器及存儲在所述存儲器上并可在所述處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，所述處理器執(zhí)行所述計(jì)算機(jī)程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法。

7.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)，其特征在于，所述計(jì)算機(jī)可讀存儲介質(zhì)上存儲計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及風(fēng)機(jī)偏航技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)機(jī)偏航控制方法、系統(tǒng)、設(shè)備及存儲介質(zhì)，包括以下步驟：獲取下一次偏航發(fā)生時(shí)刻的風(fēng)向預(yù)測值及該時(shí)刻前的N個(gè)歷史風(fēng)向，以此得到目標(biāo)偏航角度，在風(fēng)機(jī)滿足偏航條件時(shí)，判斷目標(biāo)偏航角度是否大于對應(yīng)偏航方向的經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)偏航角度，當(dāng)剩余偏航調(diào)節(jié)時(shí)間為零時(shí)，基于目標(biāo)偏航角度與對應(yīng)偏航方向的經(jīng)濟(jì)效益最優(yōu)偏航角度加權(quán)值進(jìn)行偏航，否則根據(jù)當(dāng)前時(shí)刻的環(huán)境參數(shù)更新目標(biāo)偏航角度，此外，根據(jù)偏航間隔，進(jìn)行偏航速度的控制。本發(fā)明可滿足風(fēng)機(jī)在變風(fēng)條件下對偏航控制的自適應(yīng)能力，并能夠提高偏航準(zhǔn)確性，減少制動系統(tǒng)的磨損。

技術(shù)研發(fā)人員：劉圣雄,王鵬飛,趙慶元,賀鴻博
受保護(hù)的技術(shù)使用者：華能新能源股份有限公司山西分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6