本發(fā)明涉及風(fēng)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法、裝置和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

目前，在風(fēng)力發(fā)電機(jī)組(簡(jiǎn)稱“風(fēng)電機(jī)組”)的偏航控制中，各風(fēng)電機(jī)組只能獲取當(dāng)前所在位置的風(fēng)向，由于風(fēng)向具有波動(dòng)性和隨機(jī)性，當(dāng)風(fēng)向變化時(shí)，風(fēng)電機(jī)組需要等待一段時(shí)間，確定風(fēng)向穩(wěn)定后再進(jìn)行偏航。這就造成了發(fā)電量的損失，同時(shí)由于沒(méi)有正對(duì)風(fēng)，風(fēng)電機(jī)組將產(chǎn)生很大的偏載，由此造成的疲勞損傷和機(jī)械沖擊，大大影響了風(fēng)電機(jī)組的使用壽命。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法、裝置和系統(tǒng)，以在偏航過(guò)程中，提升風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量，降低風(fēng)電機(jī)組載荷。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法，包括：實(shí)時(shí)獲取風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向檢測(cè)器采集的風(fēng)向；識(shí)別當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組在沿所述風(fēng)向上是否為最先迎風(fēng)的頭排風(fēng)電機(jī)組；若識(shí)別結(jié)果為“否”，則根據(jù)所述當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向以及沿所述風(fēng)向上所述當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的相對(duì)角度，設(shè)置所述當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制裝置，所述裝置包括：風(fēng)向獲取模塊，用于實(shí)時(shí)獲取風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組處的所述風(fēng)向檢測(cè)器采集的風(fēng)向；機(jī)組識(shí)別模塊，用于識(shí)別當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組在沿所述風(fēng)向上是否為最先迎風(fēng)的頭排風(fēng)電機(jī)組；第一偏航控制模塊，用于若所述機(jī)組識(shí)別模塊的識(shí)別結(jié)果為“否”，則根據(jù)所述當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向以及沿所述風(fēng)向上所述當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的相對(duì)角度，設(shè)置所述當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。

本發(fā)明的實(shí)施例還提供了一種風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：設(shè)置在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向檢測(cè)器和如上所述的風(fēng) 電機(jī)組預(yù)知性偏航控制裝置。

本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法、裝置和系統(tǒng)，針對(duì)沿風(fēng)向上非最先迎風(fēng)的非頭排風(fēng)電機(jī)組，將這些風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向與其前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的相對(duì)角度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；并根據(jù)這些相對(duì)角度，設(shè)置非頭排風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。換言之，通過(guò)調(diào)整偏航啟動(dòng)時(shí)間，來(lái)調(diào)整偏航的等待時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)最大化的發(fā)電效率和最小化的機(jī)組載荷。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)速風(fēng)向傳遞示意圖；

圖2為本發(fā)明提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖；

圖3為本發(fā)明提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法另一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖；

圖4為本發(fā)明提供的無(wú)線網(wǎng)橋的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖；

圖5為本發(fā)明提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法再一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖；

圖6為本發(fā)明提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖7為本發(fā)明提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制裝置另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖；

圖8為本發(fā)明提供的第一偏航控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖；

圖9為本發(fā)明提供的第二偏航控制模塊的結(jié)構(gòu)框圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明

610-風(fēng)向獲取模塊、620-機(jī)組識(shí)別模塊、630-第一偏航控制模塊、640-第二偏航控制模塊、650-無(wú)線網(wǎng)橋模塊、631-第一統(tǒng)計(jì)單元、632-第一啟動(dòng)單元、633-第一停止單元、641-第二統(tǒng)計(jì)單元、642-第二啟動(dòng)單元、643-第二停止單元。

具體實(shí)施方式

圖1為現(xiàn)有風(fēng)電場(chǎng)中風(fēng)速風(fēng)向傳遞示意圖。假定風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)當(dāng)前以正北方向作為上風(fēng)方向，各風(fēng)電機(jī)組從正北方向向南排列依次作為上風(fēng)第一排、第二排......風(fēng)電機(jī)組。圖1中所示，沿上風(fēng)方向第一排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)速為v，風(fēng)向與第一排風(fēng)電機(jī)組水平夾角為θ，第一排風(fēng)電機(jī)組到第 二排風(fēng)電機(jī)組的距離為x，第二排風(fēng)電機(jī)組到第三排風(fēng)電機(jī)組的距離為y，那么第一排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)傳遞到第二排風(fēng)電機(jī)組處用的時(shí)間為t1，t1＝x/(v*sinθ)，第一排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)傳遞到第三排風(fēng)電機(jī)組處需要的時(shí)間t2，t2＝(x+y)/(v*sinθ)。上述公式忽略掉風(fēng)速遞減。

這里說(shuō)明，由于風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)的風(fēng)向是波動(dòng)的，嚴(yán)格按照風(fēng)的實(shí)際傳遞方向來(lái)確定最先迎風(fēng)的頭排風(fēng)電機(jī)組的過(guò)程復(fù)雜度較大，這需要實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)吹向風(fēng)電場(chǎng)的風(fēng)向的變化。但是，雖然風(fēng)向是實(shí)時(shí)波動(dòng)，但整體的上風(fēng)方向是相對(duì)穩(wěn)定的，例如，在中國(guó)大陸夏季以南風(fēng)為主，而到了冬季則以北風(fēng)為主，基于這些特點(diǎn)，可以將上風(fēng)的正向風(fēng)向(如正南風(fēng)或正北風(fēng))作為本實(shí)施例中的風(fēng)向，對(duì)應(yīng)迎風(fēng)的頭排風(fēng)電機(jī)組即為最先迎接該正風(fēng)方向的風(fēng)電機(jī)組，例如圖1中的第一排風(fēng)電機(jī)組即為最先迎接正北風(fēng)的風(fēng)電機(jī)組。

本發(fā)明的發(fā)明構(gòu)思，是基于風(fēng)向在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)傳遞過(guò)程處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)沿風(fēng)向上的后排的風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，以控制后排的風(fēng)電機(jī)組提前追逐前排風(fēng)電機(jī)組的偏航動(dòng)作，從而縮短偏航等待時(shí)長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)快速對(duì)風(fēng)，提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率，同時(shí)減少機(jī)組載荷。

實(shí)施例一

圖2為本發(fā)明提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖，該方法的執(zhí)行主體可以為設(shè)置在各風(fēng)電機(jī)組的控制裝置，也可以為風(fēng)電場(chǎng)的控制系統(tǒng)。如圖2所示，以執(zhí)行主體為設(shè)置在各風(fēng)電機(jī)組的控制裝置為例，該風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法具體包括：

s210，實(shí)時(shí)獲取風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向檢測(cè)器采集的風(fēng)向。

例如，針對(duì)風(fēng)向檢測(cè)器及本方案執(zhí)行主體在同一風(fēng)電機(jī)組上，可將該執(zhí)行主體與風(fēng)電機(jī)組的偏航系統(tǒng)通信連接，或是直接與設(shè)置在該風(fēng)電機(jī)組上的風(fēng)向檢測(cè)器如風(fēng)向標(biāo)進(jìn)行通信連接，從而直接或間接獲取該風(fēng)向檢測(cè)器檢測(cè)的風(fēng)向的信息。

針對(duì)風(fēng)向檢測(cè)器及本方案執(zhí)行主體不在同一風(fēng)電機(jī)組上，可將各風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向信息通過(guò)風(fēng)電機(jī)組傳輸至風(fēng)電場(chǎng)的主控系統(tǒng)，然后再由主控系統(tǒng)將這些風(fēng)向信息分發(fā)至各風(fēng)電機(jī)組上，以使位于各風(fēng)電機(jī)組上的執(zhí)行主體獲得這些風(fēng)向信息。各風(fēng)電機(jī)組與風(fēng)電場(chǎng)主控系統(tǒng)之間可通 過(guò)現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡(luò)或無(wú)線通信網(wǎng)絡(luò)等通信方式進(jìn)行風(fēng)向信息交互。本實(shí)施例對(duì)各風(fēng)電機(jī)組共享其位置處的風(fēng)向信息的方式不做限定。

s220，識(shí)別當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組在沿風(fēng)向上是否為最先迎風(fēng)的頭排風(fēng)電機(jī)組。

例如，在各風(fēng)電機(jī)組處預(yù)先存儲(chǔ)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組的地理位置信息，根據(jù)該地理位置信息以及檢測(cè)到的風(fēng)向，可以判斷出當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組在沿風(fēng)向上是否為最先迎風(fēng)的頭排風(fēng)電機(jī)組。

具體地，本實(shí)施例中的風(fēng)向方向可以為上風(fēng)的實(shí)際方向，也可以為上風(fēng)的正向方向，如正南方向、正北方向等。用上風(fēng)的正向方向代替實(shí)際的風(fēng)向可以大大減小確認(rèn)最先迎風(fēng)的頭排風(fēng)電機(jī)組的復(fù)雜度，同時(shí)不影響后續(xù)操作。

s230，若識(shí)別結(jié)果為“否”，則根據(jù)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向以及沿風(fēng)向上當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的相對(duì)角度，設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。

通常，當(dāng)吹過(guò)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)相對(duì)一致或風(fēng)向角度差相差不大時(shí)，沿風(fēng)向方向的后排風(fēng)電機(jī)組可參考前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向進(jìn)行偏航動(dòng)作，而無(wú)需限制一定要風(fēng)吹到當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組后，再根據(jù)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處風(fēng)向檢測(cè)器檢測(cè)的風(fēng)向進(jìn)行偏航動(dòng)作。如此，可以在預(yù)知前后排風(fēng)電機(jī)組處風(fēng)向相對(duì)一致或接近的情況下，依據(jù)前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向?qū)笈棚L(fēng)電機(jī)組提前進(jìn)行偏航控制。

本實(shí)施例中，將兩個(gè)方向之間的角度差定義為兩個(gè)方向的相對(duì)角度。具體地，根據(jù)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向以及沿風(fēng)向上當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的角度差，即相對(duì)角度，可以判斷出前后排風(fēng)電機(jī)組處風(fēng)向相對(duì)一致或接近的情況。該判斷需要統(tǒng)計(jì)一段時(shí)間內(nèi)上述相對(duì)角度的變化情況。根據(jù)統(tǒng)計(jì)出的不同連續(xù)時(shí)長(zhǎng)的相對(duì)角度的情況，可以判斷出前后排風(fēng)電機(jī)組處風(fēng)向相對(duì)一致的程度，如前后排風(fēng)電機(jī)組處風(fēng)向相對(duì)一致或接近的狀態(tài)保持的時(shí)間越長(zhǎng)，表征風(fēng)向的穩(wěn)定性越好，那么可縮短后排機(jī)組偏航等待時(shí)長(zhǎng)，提前進(jìn)入偏航狀態(tài)，風(fēng)向的穩(wěn)定性越好，設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組(后排風(fēng)電機(jī)組)的偏航啟動(dòng)時(shí)間越提前。

這種設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組(后排風(fēng)電機(jī)組)的偏航啟動(dòng)時(shí)間的方式，可以使位于后排的風(fēng)電機(jī)組快速對(duì)風(fēng)，提高了風(fēng)電場(chǎng)的發(fā)電效率。同時(shí)， 由于風(fēng)電機(jī)組的正對(duì)風(fēng)時(shí)間增加了，風(fēng)向?qū)︼L(fēng)電機(jī)組側(cè)向的載荷就降低了，一定程度降低了機(jī)組載荷。

本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法，是基于風(fēng)向在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)傳遞過(guò)程處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)沿風(fēng)向上的后排的風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，縮短偏航等待時(shí)長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)快速對(duì)風(fēng)，提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率，同時(shí)減少機(jī)組載荷。

實(shí)施例二

圖3為本發(fā)明提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法一個(gè)實(shí)施例的方法流程圖，該方法可視為圖2所示方法實(shí)施例的一種具體實(shí)現(xiàn)方式，對(duì)風(fēng)向信息的共享以及設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間的策略均進(jìn)行了詳細(xì)描述。如圖3所示，該風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法具體包括：

s310，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋從當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的相鄰風(fēng)電機(jī)組處實(shí)時(shí)獲取風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各其他風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向，且通過(guò)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向檢測(cè)器獲取當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向。步驟s310為s210的細(xì)化步驟。

對(duì)于設(shè)置在各風(fēng)電機(jī)組上的執(zhí)行主體很容易通過(guò)與位于同一風(fēng)電機(jī)組上的風(fēng)向檢測(cè)器進(jìn)行通信連接，獲取當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向。但要獲取其他風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向信息，位于各風(fēng)電機(jī)組上的執(zhí)行主體要么與風(fēng)電場(chǎng)的控制系統(tǒng)連接，以通過(guò)風(fēng)電場(chǎng)的控制系統(tǒng)獲取其他風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的信息，要么以各風(fēng)電機(jī)組作為網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)建立通信網(wǎng)絡(luò)直接實(shí)現(xiàn)相互間的數(shù)據(jù)交互。本實(shí)施例對(duì)后者實(shí)現(xiàn)方式給出了如下具體方案。

風(fēng)電場(chǎng)中每個(gè)風(fēng)電機(jī)組均作為一個(gè)無(wú)線節(jié)點(diǎn)采用生成樹(shù)協(xié)議(spanningtreeprotocol，stp)構(gòu)建無(wú)線網(wǎng)橋。stp可用來(lái)減少網(wǎng)絡(luò)中的鏈接失敗，并提供循環(huán)保護(hù)。stp可以有效的增加系統(tǒng)可靠性，讓網(wǎng)絡(luò)無(wú)間斷的運(yùn)行。如圖4所示，本實(shí)施例中stp采用ieee802.1d標(biāo)準(zhǔn)網(wǎng)橋，無(wú)線網(wǎng)橋建立后可實(shí)現(xiàn)整個(gè)風(fēng)電場(chǎng)的互聯(lián)。無(wú)線節(jié)1與無(wú)線節(jié)點(diǎn)2鏈接，無(wú)線節(jié)點(diǎn)2與無(wú)線節(jié)點(diǎn)3鏈接，那么無(wú)線節(jié)點(diǎn)1就可以和無(wú)線節(jié)點(diǎn)3鏈接。依次類推，無(wú)線網(wǎng)橋采用stp/rstp技術(shù)生成無(wú)線網(wǎng)橋網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。由于無(wú)線通信距離受到風(fēng)電機(jī)組距離的影響，兩臺(tái)遠(yuǎn)距離的風(fēng)電機(jī)組之間的通訊需要其它風(fēng)電機(jī)組提供網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)。

基于在風(fēng)電場(chǎng)中構(gòu)建的無(wú)線網(wǎng)橋的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)?，位于各風(fēng)電機(jī)組上的執(zhí)行主體可將當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組上的風(fēng)向檢測(cè)器實(shí)時(shí)采集的當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處 的風(fēng)向數(shù)據(jù)，通過(guò)該無(wú)線網(wǎng)橋傳輸至風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各其他風(fēng)電機(jī)組，從而實(shí)現(xiàn)各風(fēng)電機(jī)組之間風(fēng)向數(shù)據(jù)的共享。

s320，識(shí)別當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組在沿風(fēng)向上是否為最先迎風(fēng)的頭排風(fēng)電機(jī)組。步驟s320的內(nèi)容與s220的內(nèi)容相同。

s330，若識(shí)別當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組在沿風(fēng)向上是否為最先迎風(fēng)的頭排風(fēng)電機(jī)組的結(jié)果為“是”，則根據(jù)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航方向及其所在位置的風(fēng)向的相對(duì)角度，設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。

對(duì)于頭排風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間，依據(jù)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航方向及其所在位置的風(fēng)向的相對(duì)角度進(jìn)行設(shè)置。例如，當(dāng)在固定統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口內(nèi)平均相對(duì)角度小于預(yù)設(shè)角度，則設(shè)置偏航等待時(shí)長(zhǎng)t，若在等待時(shí)間t內(nèi)，各固定統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口內(nèi)平均相對(duì)角度均小于預(yù)設(shè)角度，則在等待時(shí)間t結(jié)束后啟動(dòng)偏航。

s340，若識(shí)別結(jié)果為“否”，則根據(jù)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向以及沿風(fēng)向上當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的相對(duì)角度，設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。步驟s340與步驟s230的內(nèi)容相似。

具體地，如圖5所示實(shí)施例中，示出了在識(shí)別當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組在沿風(fēng)向上是否為最先迎風(fēng)的頭排風(fēng)電機(jī)組后的兩種設(shè)置偏航啟動(dòng)時(shí)間的方法流程，分別對(duì)應(yīng)上述步驟s330和s340的細(xì)化過(guò)程。如圖5所示，該方法包括：

s501，識(shí)別當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組在沿風(fēng)向上是否為最先迎風(fēng)的頭排風(fēng)電機(jī)組，如果結(jié)果為“是”，則執(zhí)行s502；如果為否，則執(zhí)行s507。

s502，統(tǒng)計(jì)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航方向及其所在位置的風(fēng)向的相對(duì)角度在至少一種統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口的相對(duì)角度平均值。

其中，統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口為具有固定時(shí)長(zhǎng)的時(shí)間窗口，該時(shí)間窗口隨著時(shí)間推移向后移動(dòng)。例如，步驟s502中，winddir_30sec表示30秒內(nèi)相對(duì)角度平均值，winddir_1min表示一分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值，winddir_10min表示十分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值。

本實(shí)施例不局限于上述三種統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口。

本實(shí)施例中，依據(jù)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航位置角度以及所處位置的風(fēng)向角度之間的相對(duì)角度，在上述至少一個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口內(nèi)的相對(duì)角度平均值設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。

具體地，針對(duì)每種統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口的相對(duì)角度平均值，設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組在其相對(duì)角度平均值連續(xù)位于預(yù)設(shè)閾值區(qū)間內(nèi)的首個(gè)偏航等待時(shí)長(zhǎng)結(jié)束時(shí)啟動(dòng)偏航。例如：

s503，在30秒內(nèi)相對(duì)角度平均值大于25度時(shí)，設(shè)置偏航等待時(shí)長(zhǎng)為t1，當(dāng)在t1內(nèi)30秒內(nèi)相對(duì)角度平均值始終大于25度時(shí)，則確定在t1結(jié)束后，啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組偏航，即在30秒內(nèi)相對(duì)角度平均值大于25度，且持續(xù)t1時(shí)長(zhǎng)后，確定啟動(dòng)偏航。

s504，在一分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值大于20度時(shí)，設(shè)置偏航等待時(shí)長(zhǎng)為t2，當(dāng)在t2內(nèi)一分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值始終大于20度，則確定在t2結(jié)束后，啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組偏航，即一分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值大于20度，且持續(xù)t2時(shí)長(zhǎng)后，確定啟動(dòng)偏航。

s505，在十分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值大于15度，設(shè)置偏航等待時(shí)長(zhǎng)為t3，當(dāng)在t3內(nèi)十分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值始終大于15度，則確定在t3結(jié)束后，啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組偏航，即十分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值大于15度，且持續(xù)t3時(shí)長(zhǎng)后，確定啟動(dòng)偏航。

這里說(shuō)明，s503、s504和s505可單獨(dú)擇一實(shí)施，也可組合后實(shí)施。組合后實(shí)施過(guò)程中，優(yōu)先執(zhí)行等待時(shí)長(zhǎng)較當(dāng)前時(shí)刻較近者的實(shí)施策略。上述等待時(shí)間滿足：t1＜t2＜t3。當(dāng)上述任一策略中的條件滿足，且最先到達(dá)等待時(shí)長(zhǎng)的，以該等待時(shí)長(zhǎng)結(jié)束點(diǎn)開(kāi)始，執(zhí)行步驟s511，啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組的偏航動(dòng)作。

s507，統(tǒng)計(jì)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向以及沿風(fēng)向上當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的相對(duì)角度，在至少一種統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口的相對(duì)角度平均值。

例如，步驟s507中，winddir_30sec表示30秒內(nèi)相對(duì)角度平均值，winddir_1min表示一分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值，winddir_10min表示十分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值。

本實(shí)施例不局限于上述三種統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口。

本實(shí)施例中，依據(jù)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向以及沿風(fēng)向上當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的相對(duì)角度，在上述至少一個(gè)統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口內(nèi)的相對(duì)角度平均值設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。

具體地，針對(duì)每種統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口的相對(duì)角度平均值，設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電 機(jī)組在其相對(duì)角度平均值連續(xù)位于預(yù)設(shè)閾值區(qū)間內(nèi)的首個(gè)偏航等待時(shí)長(zhǎng)結(jié)束時(shí)啟動(dòng)偏航。例如：

s508，在30秒內(nèi)相對(duì)角度平均值大于25度時(shí)，設(shè)置偏航等待時(shí)長(zhǎng)為t1/3，當(dāng)在t1/3內(nèi)30秒內(nèi)相對(duì)角度平均值始終大于25度時(shí)，則確定在等待時(shí)間t1/3結(jié)束后，啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組偏航，即在30秒內(nèi)相對(duì)角度平均值大于25度，且持續(xù)t1/3時(shí)長(zhǎng)后，確定啟動(dòng)偏航。

s509，在一分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值大于20度，設(shè)置偏航等待時(shí)長(zhǎng)為t2/3，當(dāng)在t2/3內(nèi)一分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值始終大于20度，則確定在等待時(shí)間t2/3結(jié)束后，啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組偏航，即一分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值大于20度，且持續(xù)t2/3時(shí)長(zhǎng)后，確定啟動(dòng)偏航。

s510，在十分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值大于15度，設(shè)置偏航等待時(shí)長(zhǎng)為t3/3，當(dāng)在t3/3內(nèi)十分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值始終大于15度，則確定在等待時(shí)間t3/3結(jié)束后，啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組偏航，即十分鐘內(nèi)相對(duì)角度平均值大于15度，且持續(xù)t3/3時(shí)長(zhǎng)后，確定啟動(dòng)偏航。

這里說(shuō)明，s508、s509和s510可單獨(dú)擇一實(shí)施，也可組合后實(shí)施。組合后實(shí)施過(guò)程中，優(yōu)先執(zhí)行等待時(shí)長(zhǎng)較當(dāng)前時(shí)刻較近者的實(shí)施策略。當(dāng)上述任一策略中的條件滿足，且最先到達(dá)等待時(shí)長(zhǎng)的，以該等待時(shí)長(zhǎng)結(jié)束點(diǎn)開(kāi)始，執(zhí)行步驟s511，啟動(dòng)風(fēng)電機(jī)組的偏航動(dòng)作。上述等待時(shí)間中：t1＜t2＜t3，且與頭排機(jī)組對(duì)應(yīng)的等待時(shí)間對(duì)應(yīng)相同。這里之所以將位于后排的風(fēng)電機(jī)組的偏航等待時(shí)長(zhǎng)設(shè)置為頭排風(fēng)電機(jī)組偏航等待時(shí)長(zhǎng)的1/3，是基于后排風(fēng)電機(jī)組的相對(duì)角度是比較前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向做參考，因此，評(píng)價(jià)風(fēng)向的穩(wěn)定性時(shí)，其可信度更高。

進(jìn)一步地，在執(zhí)行s507之前還可先執(zhí)行s506，統(tǒng)計(jì)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向以及沿風(fēng)向上當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的相對(duì)角度在距離當(dāng)前時(shí)刻起前較短時(shí)間內(nèi)，如30秒內(nèi)的平均相對(duì)角度是否小于預(yù)設(shè)值(如20°～30°中任一值)，如果判斷為是，則再執(zhí)行s507的內(nèi)容，以增加執(zhí)行后續(xù)步驟507的必要性。

例如，當(dāng)30秒內(nèi)前后排的風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的平均相對(duì)角度小于預(yù)設(shè)值，則表征當(dāng)前風(fēng)向在該前后兩排的風(fēng)電機(jī)組處較為一致和穩(wěn)定，那么在執(zhí)行步驟507時(shí)，統(tǒng)計(jì)得到的相對(duì)角度其滿足s508、s509或s510的條件的幾率就越大，避免不必要的計(jì)算過(guò)程。但是，如果執(zhí)行步驟s506 時(shí)，30秒內(nèi)前后排的風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的平均相對(duì)角度不小于預(yù)設(shè)值，則表征當(dāng)前風(fēng)向在該前后兩排的風(fēng)電機(jī)組處不一致，且風(fēng)向的穩(wěn)定性差，則后排風(fēng)電機(jī)組不能依據(jù)前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向提早進(jìn)行偏航。此時(shí)，將當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組視為頭排風(fēng)電機(jī)組執(zhí)行步驟s502的內(nèi)容。

在執(zhí)行s511的過(guò)程中，還可執(zhí)行s512，根據(jù)當(dāng)前機(jī)組對(duì)應(yīng)的相對(duì)角度(winddir表示瞬時(shí)相對(duì)角度)，是否位于0度區(qū)間(包含0度在內(nèi)的連續(xù)角度區(qū)間)，來(lái)確定是否停止偏航。

具體地，針對(duì)頭排風(fēng)電機(jī)組作為當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行偏航的過(guò)程中，識(shí)別當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航方向及其所在位置的風(fēng)向的相對(duì)角度是否位于0度區(qū)間，若識(shí)別結(jié)果為“是”，則執(zhí)行s513停止偏航，否則繼續(xù)偏航。

針對(duì)非頭排風(fēng)電機(jī)組作為當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行偏航的過(guò)程中，識(shí)別所述當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向以及沿風(fēng)向上當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的相對(duì)角度是否位于0度區(qū)間，若識(shí)別結(jié)果為“是”，則執(zhí)行s513停止偏航，否則繼續(xù)偏航。

本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制方法，在圖2所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，以統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口的相對(duì)角度平均值設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。同時(shí)，針對(duì)頭排風(fēng)電機(jī)組和非頭排風(fēng)電機(jī)組設(shè)置了不同的偏航等待時(shí)間，有區(qū)別的進(jìn)行偏航時(shí)間的控制，提高了整個(gè)偏航時(shí)間控制的準(zhǔn)確性和合理性。

實(shí)施例三

圖6為本發(fā)明提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制裝置一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)框圖，可執(zhí)行如圖2所示方法步驟。如圖6所示，該風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制裝置包括：風(fēng)向獲取模塊610、機(jī)組識(shí)別模塊620和第一偏航控制模塊630，其中：

風(fēng)向獲取模塊610，用于實(shí)時(shí)獲取風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向檢測(cè)器采集的風(fēng)向；機(jī)組識(shí)別模塊620，用于識(shí)別當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組在沿風(fēng)向上是否為最先迎風(fēng)的頭排風(fēng)電機(jī)組；第一偏航控制模塊630，用于若機(jī)組識(shí)別模塊的識(shí)別結(jié)果為“否”，則根據(jù)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向以及沿風(fēng)向上當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的相對(duì)角度，設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。

進(jìn)一步地，如圖7所示，上述風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制裝置中還包 括：第二偏航控制模塊640，用于若機(jī)組識(shí)別模塊620的識(shí)別結(jié)果為“是”，則根據(jù)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航方向及其所在位置的風(fēng)向的相對(duì)角度，設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。

進(jìn)一步地，如圖7所示，上述風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制裝置中還包括：無(wú)線網(wǎng)橋模塊650，用于將當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組上的風(fēng)向檢測(cè)器實(shí)時(shí)采集的所當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向數(shù)據(jù)，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋傳輸至風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各其他風(fēng)電機(jī)組；風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組處均設(shè)置有無(wú)線網(wǎng)橋的無(wú)線節(jié)點(diǎn)。

進(jìn)一步地，上述風(fēng)向獲取模塊610還用于，通過(guò)無(wú)線網(wǎng)橋從當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的相鄰風(fēng)電機(jī)組處實(shí)時(shí)獲取風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各其他風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向，且通過(guò)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向檢測(cè)器獲取當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向。

進(jìn)一步地，如圖8所示，上述第一偏航控制模塊630包括：

第一統(tǒng)計(jì)單元631，用于統(tǒng)計(jì)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向以及沿風(fēng)向上當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的相對(duì)角度，在至少一種統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口的相對(duì)角度平均值；第一啟動(dòng)單元632，用于根據(jù)至少一種統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口的相對(duì)角度平均值設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。

進(jìn)一步地，上述第一啟動(dòng)單元632，用于針對(duì)每種統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口的相對(duì)角度平均值，設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組在其相對(duì)角度平均值連續(xù)位于預(yù)設(shè)閾值區(qū)間內(nèi)的首個(gè)偏航等待時(shí)長(zhǎng)結(jié)束時(shí)啟動(dòng)偏航。

進(jìn)一步地，如圖8所示，上述第一偏航控制模塊630中還包括：第一停止單元633，用于在當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行偏航的過(guò)程中，識(shí)別當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向以及沿風(fēng)向上所述當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的前排風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向的相對(duì)角度是否位于0度區(qū)間，若識(shí)別結(jié)果為“是”，則停止偏航。

進(jìn)一步地，如圖9所示，上述第二偏航控制模塊640中包括：第二統(tǒng)計(jì)單元641，用于統(tǒng)計(jì)當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航方向及其所在位置的風(fēng)向的相對(duì)角度在至少一種統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口的相對(duì)角度平均值；第二啟動(dòng)單元642，用于根據(jù)至少一種統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口的相對(duì)角度平均值設(shè)置所述當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。

進(jìn)一步地，上述第二啟動(dòng)單元642，用于針對(duì)每種統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口的相對(duì)角度平均值，設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組在其相對(duì)角度平均值連續(xù)位于預(yù)設(shè)閾值區(qū)間內(nèi)的首個(gè)偏航等待時(shí)長(zhǎng)結(jié)束時(shí)啟動(dòng)偏航。

進(jìn)一步地，如圖9所示，上述第二偏航控制模塊640中還包括：第 二停止單元643，用于在當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組進(jìn)行偏航的過(guò)程中，識(shí)別當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航方向及其所在位置的風(fēng)向的相對(duì)角度是否位于0度區(qū)間，若識(shí)別結(jié)果為“是”，則停止偏航。

本發(fā)明實(shí)施例提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制裝置，是基于風(fēng)向在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)傳遞過(guò)程處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，對(duì)風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)沿風(fēng)向上的后排的風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間進(jìn)行調(diào)整，縮短偏航等待時(shí)長(zhǎng)，實(shí)現(xiàn)快速對(duì)風(fēng)，提高風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電效率，同時(shí)減少機(jī)組載荷。

進(jìn)一步地，在圖6所示實(shí)施例的基礎(chǔ)上，圖7、圖8和圖9中，以統(tǒng)計(jì)時(shí)間窗口的相對(duì)角度平均值設(shè)置當(dāng)前風(fēng)電機(jī)組的偏航啟動(dòng)時(shí)間。同時(shí)，針對(duì)頭排風(fēng)電機(jī)組和非頭排風(fēng)電機(jī)組設(shè)置了不同的偏航等待時(shí)間，有區(qū)別的進(jìn)行偏航時(shí)間的控制，提高了整個(gè)偏航時(shí)間控制的準(zhǔn)確性和合理性。

進(jìn)一步地，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括：設(shè)置在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)向檢測(cè)器和如圖6-圖9中任一所示的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制裝置。

進(jìn)一步地，上述系統(tǒng)中還包括：無(wú)線網(wǎng)橋，該無(wú)線網(wǎng)橋的無(wú)線節(jié)點(diǎn)設(shè)置在風(fēng)電場(chǎng)內(nèi)各所述風(fēng)電機(jī)組處，并與位于相同風(fēng)電機(jī)組處的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制裝置連接。

本發(fā)明提供的風(fēng)電機(jī)組預(yù)知性偏航控制系統(tǒng)，可在偏航過(guò)程中，提升風(fēng)電機(jī)組的發(fā)電量，降低風(fēng)電機(jī)組載荷。

最后應(yīng)說(shuō)明的是：以上各實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制；盡管參照前述各實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的范圍。