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CN105909466B - 风力发电机组偏航误差分析方法 - Google Patents

风力发电机组偏航误差分析方法 Download PDF

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CN105909466B CN201610243980.7A CN201610243980A CN105909466B CN 105909466 B CN105909466 B CN 105909466B CN 201610243980 A CN201610243980 A CN 201610243980A CN 105909466 B CN105909466 B CN 105909466B
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Abstract

本发明涉及一种风力发电机组偏航误差分析方法，对错风角数据进行分区，将各错风角区间对应的机组运行参数按错风角区间进行归类；根据各错风角区间下的机组相关运行参数，获得机组在各错风角区间下的发电性能参数；通过各错风角区间发电性能参数的对比，确定机组的偏航误差。本发明利用机组机身数据，能够较为精确地计算出机组潜在的运行偏航误差，具有很大的工程意义。

Description

风力发电机组偏航误差分析方法
技术领域
本发明涉及一种风力发电机组性能评估领域，特别是一种风力发电机组偏航误差分析方法。
背景技术
近年来风力发电快速发展并取得了巨大成就。影响风力发电效率高低的核心是风力发电机的性能好坏。目前应用最广泛的风力发电机一般由以下几大系统组成：偏航系统、变桨系统、发电机与变频系统、主控系统等。
在机组运行时，最理想的情况是机组扫风面与来流风成90°的夹角，即机组扫风平面垂直于来流风。机组的偏航系统就是为了保持这一状态，通过机舱的旋转，使机组扫风平面与来流风保持垂直；而当风向与风轮扫风平面垂直线存在夹角即错风角时，会降低机组对风能的利用率越低。当机组存在风机偏航误差时，会造成机舱对风不准，错风角增大，直接导致发电量损失，使叶片和机舱载荷增大，长期存在更会增大主轴机械疲劳。
造成偏航误差有多方面原因，一是风机安装过程中未将风向仪与机舱中心进行对中；二是安装不够牢固，桨叶和机舱外形对风向产生影响后，将风向仪吹歪；三是风向标制造精度不高以及逐步老化，数据采集有误；四是风机偏航动力系统(电机、齿轮系统、编码器)的运行存在误差。但这些误差是隐性的，不会在机组日常的运行过程中以故障的形式报出。
中国专利公告号CN102213182B公开了一种获得风力发电机组固有偏航误差角方法，通过检测风力发电机当前功率P1和风力发电机偏航角为零时的输出功率P0判断偏航误差角。但实际情况下风向不是恒定不变的，机组也不可能时时刻刻改变角度，因此机组即使在无偏航误差的情况下依旧存在错风角的可能性，会造成偏航误差判断不准确的情况出现。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种利用风机日常的运行数据来分析风力发电机组的偏航误差，使偏航误差所得数据趋于精确，便于风场人员确定问题机组，使风场运维人员在巡检或日常检修时可以有针对的对问题机组进行维护，而没有问题的机组可以暂时不针对偏航系统进行误差矫正维护，这样不仅节约了人力成本，更有利于提高机组的发电性能以及安全性能。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：
一种风力发电机组偏航误差分析方法，包括以下步骤：
S1)通过机组数据平台，获取机组预设时间段内的错风角数据和机组相关运行参数；
S2)对错风角数据进行分区，将各错风角区间对应的机组相关运行参数按错风角区间进行归类；
S3)根据各错风角区间下的机组相关运行参数，获得机组在各错风角区间下的发电性能参数；
S4)通过各错风角区间发电性能参数的对比，确定机组的偏航误差。
进一步地，所述步骤S1中的预设时间段被等分为时间节点，机组数据平台在每个时间节点同时获取错风角数据和机组相关运行参数。
更进一步，所述步骤S2中对错风角数据进行分区的方法为：
首先，先确定待运算错风角区间，再将待运算错风角区间等长划分为多个分区，最后再将小于待运算错风角区间和大于待运算错风角区间的错风角数据分别单独划分区间，用公式标识为：
错风角数据共分为n+2个区间，其中待运算错风角区间为(-Degm，+Degm)，待运算错风角区间每个分区的宽度为Deg0，其中n＝2*Degm/Deg0；
记i为错风角区间标号，待运算错风角区间i的错风角范围为(-Degm+(i-2)*Deg0，-Degm+(i-1)*Deg0)，其中i＝2，3，……，n+1；
定义i＝1时，错风角数据范围为(-180°，-Degm)；定义i＝n+2时，错风角数据范围为(+Degm，180°)。
作为优选，所述Degm为机组偏航控制策略中的偏航阈值，所述Deg0范围为1°～20°。
再进一步，所述步骤S1中的相关运行参数至少包括风速数据和发电机有功功率数据；所述步骤S3中对风速数据进行分区，各错风角区间下的机组相关运行参数根据风速数据按风速区间进行归类，通过各风速区间内的风速平均值和功率平均值建立模型表征机组在各错风角区间下的发电性能。
再进一步，所述步骤S1中的相关运行参数还包括机组运行状态标识码；所述步骤S3中仅选取机组运行状态标识码为正常情况下的相关运行参数。
再进一步，所述风速数据包括切入风速v0、切出风速vm和机组年平均风速vave，风速数据根据切入风速v0到切出风速vm，按0.5m/s的间隔分为N个风速区间，N＝(vm-v0)/0.5；
记j为风速区间标号，风速区间j的风速范围为(v0+0.5*(j-1)-0.25，v0+0.5*(j-1)+0.25)，其中j＝1,2,3…….,N；
记每个风速区间中各风速数据为vj,k，其中k＝1,2,…….,l；风速区间j的平均风速值vj，每个风速数据vj,k所对应的功率数据为Pj,k，其中k＝1,2,…….,l；风速区间功率平均值Pj，
①式中：
FD：发电性能参数
N：风速区间的个数；
vj：风速区间j的平均风速值；
Pj：风速区间j的平均功率值；
②式中：
F(V)：风速的瑞利累积概率分布函数；
Vave：机组年平均风速；
V：风速，式中代入为风速区间平均风速值。
作为优选，记机组的偏航误差为Dwc；选出各错风角区间中的最大发电性能参数FD，记最大FD所对应的错风角区间为im，当im＝1或n+2时，机组的偏航误差Dwc>Degm，当im＝2，3，……，n+1时，Dwc＝|-Degm+(i-1.5)*Deg0|。
本发明同现有技术相比具有以下优点及效果：评价过程中通过时间段数据，利用风速的瑞利累积概率分布与实际风速-功率对应关系，计算出机组各错风角区间发电性能参数FD；利用机组自身的运行数据，通过对不同错风角区间的机组性能分析，在机组运行原理的基础上，得到机组的偏航误差为Dwc。本发明利用机组机身数据，能够较为精确地计算出机组潜在的运行偏航误差，具有很大的工程意义。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明的流程图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步的详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。
实施例1：
如图1所示，首先，通过机组SCADA数据库提取机组历史运行数据参数，包括：错风角、风速、发电机有功功率、机组年平均风速和机组运行状态标识码，其中机组运行状态标识码包括发动机转速和桨距角等数据用于判断机组运行状态的数据。预设时间长度为1年，时间间隔为1分钟一个时间节点。
通过机组运行状态标识码确定机组正常并网发电时间。取需要分析的错风角区间为(-15°，+15°)，Deg0为5°，则区间分别为(-180°，-15°)，(-15°，-10°)，(-10°，-5°)，(-5°，0°)，(0°，5°)，(5°，10°)，(10°，15°)，(15°，180°)；共8个区间。
机组的切入风速为3m/s,切出风速为25m/s，则风速区间为(2.75+0.5*(j-1)，3.25+0.5*(j-1))，j＝1,2,3,……,44；通过计算平台计算每个区间下的平均风速与平均功率：
该机组年平均风速为6.2m/s，则不同区间其瑞利累积概率分布函数为：
再通过
计算不同错风角区间下的机组发电性能参数FD，计算出(-10°，-5°)区间的FD值最大，则确定机组的偏航误差Dwc＝-7.5°。
此外，需要说明的是，本说明书中所描述的具体实施例，其零、部件的形状、所取名称等可以不同。凡依本发明专利构思所述的构造、特征及原理所做的等效或简单变化，均包括于本发明专利的保护范围内。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种风力发电机组偏航误差分析方法，其特征在于：包括以下步骤：
S1)通过机组数据平台，获取机组预设时间段内的错风角数据和机组相关运行参数；
S2)对错风角数据进行分区，将各错风角区间对应的机组相关运行参数按错风角区间进行归类；
S3)根据各错风角区间下的机组相关运行参数，获得机组在各错风角区间下的发电性能参数；
S4)通过各错风角区间发电性能参数的对比，确定机组的偏航误差；
所述步骤S1中的相关运行参数至少包括风速数据和发电机有功功率数据；
所述步骤S3中对风速数据进行分区，各错风角区间下的机组相关运行参数根据风速数据按风速区间进行归类，通过各风速区间内的风速平均值和功率平均值建立模型表征机组在各错风角区间下的发电性能；
所述风速数据包括切入风速v0、切出风速vm和机组年平均风速vave，风速数据根据切入风速v0到切出风速vm，按0.5m/s的间隔分为N个风速区间，N＝(vm-v0)/0.5；
记j为风速区间标号，风速区间j的风速范围为(v0+0.5*(j-1)-0.25，v0+0.5*(j-1)+0.25)，其中j＝1,2,3…….,N；
记每个风速区间中各风速数据为vj,k，其中k＝1,2,…….,l；风速区间j的平均风速值vj，每个风速数据vj,k所对应的功率数据为Pj,k，其中k＝1,2,…….,l；风速区间功率平均值Pj，
①式中：
FD：发电性能参数
N：风速区间的个数；
vj：风速区间j的平均风速值；
Pj：风速区间j的平均功率值；
②式中：
F(V)：风速的瑞利累积概率分布函数；
Vave：机组年平均风速；
V：风速，式中代入为风速区间平均风速值。
2.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航误差分析方法，其特征在于：所述步骤S1中的预设时间段被等分为时间节点，机组数据平台在每个时间节点同时获取错风角数据和机组相关运行参数。
3.根据权利要求2所述的风力发电机组偏航误差分析方法，其特征在于：所述步骤S2中对错风角数据进行分区的方法为：
错风角数据共分为n+2个区间，其中待运算错风角区间为(-Degm，+Degm)，待运算错风角区间每个分区的宽度为Deg0，其中n＝2*Degm/Deg0；
记i为错风角区间标号，待运算错风角区间i的错风角范围为(-Degm+(i-2)*Deg0，-Degm+(i-1)*Deg0)，其中i＝2，3，……，n+1；
定义i＝1时，错风角数据范围为(-180°，-Degm)；定义i＝n+2时，错风角数据范围为(+Degm，180°)。
4.根据权利要求3所述的风力发电机组偏航误差分析方法，其特征在于：所述Degm为机组偏航控制策略中的偏航阈值，所述Deg0范围为1°～20°。
5.根据权利要求3所述的风力发电机组偏航误差分析方法，其特征在于：
所述步骤S1中的相关运行参数还包括机组运行状态标识码；
所述步骤S3中仅选取机组运行状态标识码为正常情况下的相关运行参数。
6.根据权利要求5所述的风力发电机组偏航误差分析方法，其特征在于：
记机组的偏航误差为Dwc；选出各错风角区间中的最大发电性能参数FD，记最大FD所对应的错风角区间为im，当im＝1或n+2时，机组的偏航误差Dwc>Degm，当im＝2，3，……，n+1时，Dwc＝|-Degm+(i-1.5)*Deg0|。
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Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108240284A (zh) * 2016-12-26 2018-07-03 北京金风科创风电设备有限公司 基于风力发电机组系统功能的数据处理方法和装置
CN108317040B (zh) * 2018-01-31 2019-07-26 北京金风科创风电设备有限公司 偏航对风矫正的方法、装置、介质、设备和风力发电机组
CN110206683B (zh) * 2018-02-28 2020-08-04 北京金风科创风电设备有限公司 估计对风角度偏差及矫正对风角度的方法、装置和系统
CN109139371B (zh) * 2018-02-28 2019-10-11 北京金风科创风电设备有限公司 确定对风角度偏差及修正对风角度的方法、装置和系统
CN111120203B (zh) * 2018-11-01 2021-02-19 北京金风科创风电设备有限公司 确定风力发电机组的偏航对风偏差角度的方法及设备
WO2020097944A1 (zh) 2018-11-18 2020-05-22 浙江大学 一种基于真实功率曲线的风电机组偏航误差固有偏差辨识及补偿方法
CN109667727B (zh) * 2018-11-18 2020-01-10 浙江大学 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
CN109779837B (zh) * 2019-01-30 2020-09-22 华润电力风能(青岛)有限公司 一种风力发电机组偏航对风校正方法
CN110067708B (zh) * 2019-05-13 2020-08-25 北京天泽智云科技有限公司 一种使用功率曲线识别偏航对风不正的方法
CN111852769B (zh) * 2020-07-22 2021-06-29 武汉展盛科技有限公司 风机scada数据的偏航静态偏差角预测方法及系统
CN118691521B (zh) * 2024-08-28 2024-11-05 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 一种航空遥感场景图像的色彩提升方法

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102213182A (zh) * 2011-05-12 2011-10-12 北京金风科创风电设备有限公司 偏航误差角获得方法及偏航控制方法/装置和风力发电机组
CN102536661A (zh) * 2010-12-15 2012-07-04 通用电气公司 用于调整风轮机偏航角的系统和方法
EP2746575A2 (en) * 2012-12-18 2014-06-25 General Electric Company Control system and method for mitigating loads during yaw error on a wind turbine
CN103899497A (zh) * 2012-12-27 2014-07-02 西门子公司 检测风力涡轮机的偏航误差度的方法
CN103906921A (zh) * 2011-09-07 2014-07-02 罗伯特·博世有限公司 用于确定风力涡轮机的偏转角误差的方法和设备和风力涡轮机
CN104314759A (zh) * 2014-10-23 2015-01-28 内蒙古久和能源科技有限公司 一种基于风向加权滤波的风力发电机组自动偏航控制方法
CN105041570A (zh) * 2015-07-30 2015-11-11 北京天诚同创电气有限公司 风电机组偏航控制方法和装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102536661A (zh) * 2010-12-15 2012-07-04 通用电气公司 用于调整风轮机偏航角的系统和方法
CN102213182A (zh) * 2011-05-12 2011-10-12 北京金风科创风电设备有限公司 偏航误差角获得方法及偏航控制方法/装置和风力发电机组
CN103906921A (zh) * 2011-09-07 2014-07-02 罗伯特·博世有限公司 用于确定风力涡轮机的偏转角误差的方法和设备和风力涡轮机
EP2746575A2 (en) * 2012-12-18 2014-06-25 General Electric Company Control system and method for mitigating loads during yaw error on a wind turbine
CN103899497A (zh) * 2012-12-27 2014-07-02 西门子公司 检测风力涡轮机的偏航误差度的方法
CN104314759A (zh) * 2014-10-23 2015-01-28 内蒙古久和能源科技有限公司 一种基于风向加权滤波的风力发电机组自动偏航控制方法
CN105041570A (zh) * 2015-07-30 2015-11-11 北京天诚同创电气有限公司 风电机组偏航控制方法和装置

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