[發(fā)明專利]一種風(fēng)電機組風(fēng)向儀靜態(tài)偏差校準方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110060881.6
• 申請日: 2021-01-18
• 公開（公告）號: CN113153633A
• 公開（公告）日: 2021-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁顯;徐進;宮永立
• 申請（專利權(quán)）人: 魯能新能源（集團）有限公司;都城偉業(yè)集團有限公司
• 主分類號: F03D7/04
• 分類號: F03D7/04;F03D17/00
• 代理公司: 北京從真律師事務(wù)所 11735
• 代理人: 程義貴

本發(fā)明利用風(fēng)電機組的歷史運行數(shù)據(jù)，提出一種精確的風(fēng)向儀靜態(tài)偏差校準方法。本發(fā)明利用風(fēng)力發(fā)電機的SCADA數(shù)據(jù)，計算風(fēng)電機組的平均功率，利用個體機組功率與平均功率的關(guān)系，判斷出可能存在靜態(tài)偏差的可疑機組，針對可疑機組，繪制不同風(fēng)速范圍、不同對風(fēng)角度與功率的關(guān)系，確定功率最大時的對風(fēng)角度，即為風(fēng)向儀靜態(tài)偏差。本發(fā)明利用每個機組都配備的SCADA系統(tǒng)采集的運行數(shù)據(jù)作為研究對象，省去了額外的硬件投入；可以及時檢測風(fēng)向儀的靜態(tài)偏差，指導(dǎo)運維人員及時校準風(fēng)向儀，從而提高發(fā)電功率，創(chuàng)造更多的經(jīng)濟效益。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于可再生能源裝備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種風(fēng)電機組風(fēng)向儀靜態(tài)偏差校準方法。

背景技術(shù)

對于水平軸風(fēng)力發(fā)電機，為了提高發(fā)電效率，需要將其葉輪系統(tǒng)實時對準來風(fēng)方向，即偏航動作。常用的偏航系統(tǒng)包括主動偏航和被動偏航，被動偏航主要應(yīng)用于小型機組，而市場占有率更大的大型機組使用的是主動偏航。實現(xiàn)主動偏航必須知道來風(fēng)方向，風(fēng)向儀就是獲取來風(fēng)方向的儀器，在感知到風(fēng)向變化到一定程度后，偏航系統(tǒng)啟動將機艙轉(zhuǎn)動到對風(fēng)位置。因此，風(fēng)向儀的精度直接影響到偏航質(zhì)量進而影響風(fēng)電機組的發(fā)電功率，保證風(fēng)向儀的對風(fēng)精度具有重要意義。

風(fēng)向儀是精密的對風(fēng)裝置，在安裝過程中不可避免的會產(chǎn)生安裝誤差，在運行過程中，由于磨損、污染也可能導(dǎo)致無法準確感知來風(fēng)方向，使得機艙對風(fēng)不準，發(fā)電效率下降，甚至影響機組的安全運行。目前對風(fēng)電機組風(fēng)向儀的校正方法主要通過激光雷達測風(fēng)儀現(xiàn)場校驗，然而激光雷達測風(fēng)儀的價格昂貴，對每個機組的校驗所投入的精力和財力巨大，不可能大范圍應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)考慮到了風(fēng)向儀校驗的問題，例如公開號為CN110296045A的中國專利公開了一種用于風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)向儀的在線核查方法，過程如下：根據(jù)初始條件確定比對的風(fēng)力發(fā)電機組群；比對的風(fēng)力發(fā)電機組群初始條件需同時滿足一些條件：根據(jù)初始條件確定比對風(fēng)力發(fā)電機組群；通過比對情況認定單個風(fēng)力發(fā)電機A風(fēng)向儀為二級監(jiān)督對象或一級監(jiān)督對象。該發(fā)明能夠?qū)崿F(xiàn)在風(fēng)力發(fā)電機不停機的前提下核查風(fēng)向儀工作狀態(tài)，并且可批量評估風(fēng)力發(fā)電機風(fēng)向儀狀態(tài)，提高核查效率，針對有問題的風(fēng)向儀重點核查，而對性能穩(wěn)定的風(fēng)向儀可延長校準周期，實現(xiàn)精細化校準，減少成本。然而該發(fā)明僅能發(fā)現(xiàn)風(fēng)向儀存在問題，無法確定需要校核的角度。

公開號為CN105548614A的中國專利公開了一種風(fēng)速風(fēng)向儀的角度安裝誤差的獲取方法，包括以下步驟：對風(fēng)速風(fēng)向儀所采集到的數(shù)據(jù)按照風(fēng)速段進行預(yù)處理；形成角度測量誤差函數(shù)；將常數(shù)作為風(fēng)速風(fēng)向儀的角度安裝誤差。該發(fā)明通過風(fēng)速風(fēng)向儀在學(xué)習(xí)周期所采集的數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，并采用最小二乘擬合法擬合成一個多項式函數(shù)，最后通過多項式函數(shù)獲得風(fēng)速風(fēng)向儀的角度安裝誤差。然而，該申請所采用的方法運算復(fù)雜，準確度較差，難以滿足實際生產(chǎn)的需要。

風(fēng)機數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控(Supervisory Control And Data Acquisition，SCADA)系統(tǒng)是風(fēng)機狀態(tài)監(jiān)測的重要組成部分，能夠提供監(jiān)測風(fēng)機狀態(tài)與風(fēng)機部件運行狀態(tài)的數(shù)據(jù)，通過分析SCADA數(shù)據(jù)可以獲得風(fēng)機的較多數(shù)據(jù)。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術(shù)中所存在的不足，本發(fā)明利用風(fēng)電機組的歷史運行數(shù)據(jù)，提出一種精確的風(fēng)向儀靜態(tài)偏差校準方法。利用風(fēng)力發(fā)電機的SCADA數(shù)據(jù)，計算風(fēng)電場機組的平均功率，利用個體機組功率與平均功率的關(guān)系，判斷出可能存在靜態(tài)偏差的可疑機組，針對可疑機組，繪制不同風(fēng)速范圍、不同對風(fēng)角度與功率的關(guān)系，確定功率最大時的對風(fēng)角度，即為風(fēng)向儀靜態(tài)偏差。

具體的，本發(fā)明公開了一種風(fēng)電機組風(fēng)向儀靜態(tài)偏差校準方法，它包括如下步驟：

S1、數(shù)據(jù)預(yù)處理，清除顯著異常數(shù)據(jù)及零功率狀態(tài)數(shù)據(jù)，所述數(shù)據(jù)為風(fēng)力發(fā)電機的SCADA數(shù)據(jù)；

S2、計算功率閾值P0，計算同型號的每個風(fēng)電機組的平均功率P1，各機組的平均功率P1再次平均之后得到功率閾值P0；

S3、初步判斷疑似偏航故障機組，平均功率P1小于功率閾值P0的機組為疑似偏航故障機組；