[發明專利]一種基于機載雷達在線偏航系統的偏航優化控制方法

有效

• 申請號: 202111257227.0
• 申請日: 2021-10-27
• 公開（公告）號: CN113847199B
• 公開（公告）日: 2023-05-09
• 發明（設計）人: 盧坤鵬;劉鑫;閆姝;張波;尹鐵男;許世森;樊啟祥;李來龍;曹慶偉;陳曉路;杭兆峰;劉溟江;管春雨
• 申請（專利權）人: 中國華能集團清潔能源技術研究院有限公司;華能國際電力江蘇能源開發有限公司清潔能源分公司;華能海上風電科學技術研究有限公司;盛東如東海上風力發電有限責任公司
• 主分類號: F03D7/00
• 分類號: F03D7/00;F03D17/00
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 崔方方

1.一種基于機載雷達在線偏航系統的偏航優化控制方法，其特征在于，包括以下過程，

采用機載式激光雷達測量風資源的風況參數；

根據機載式激光雷達測量的風況參數計算得到偏航誤差數值，機組偏航控制PLC根據偏航誤差數值發出偏航指令，進行偏航優化控制；

具體包括以下步驟，

步驟1，安裝機載式激光雷達，在安裝完機載式激光雷達后根據實際環境風向的不同對風力發電機組進行停機處理，計算出不同風向時機載式激光雷達氣象數據與機艙風速、風向的傳遞函數，依據傳遞函數修正機載式激光雷達測量到的風況參數；

步驟2，機載式激光雷達進行測量并進行步驟1中的修正，得到修正后的風況參數，并對修正后的風況參數進行數據篩選；

步驟3，將篩選后的風況參數進行濾波處理；

步驟4，根據選擇的機載式激光雷達所測距離，建立該處風速風向與機組處風速風向的傳遞函數，分析選擇相應的風速風向進行機組偏航控制；

將風電機組風向夾角劃分成若干個區間，形成各個區間內的區間功率曲線，對比各區間的功率曲線找出功率曲線最優的區間，并依據功率曲線最優的區間更新步驟4中的偏航控制策略算法，使風電機組處于最優區間功率曲線范圍內運行。

2.根據權利要求1所述的一種基于機載雷達在線偏航系統的偏航優化控制方法，其特征在于，步驟1中，所述傳遞函數公式為

其中：為第i個風向區間內修正后的風輪前風向或風速；

為第i個風向區間內機載式雷達所測風向或風速；

為第i個風向區間內機載式雷達所測風向、風速和機艙風向、風速擬合得到的斜率；

為第i個風向區間內機載式雷達所測風向、風速和機艙風向、風速擬合得到的截距。

3.?根據權利要求1所述的一種基于機載雷達在線偏航系統的偏航優化控制方法，其特征在于，步驟2中，機載式激光雷達所測風向、風速是由上方的風速、風向和下方的風速、風向合成；

機載式激光雷達的上方風速風向公式為

其中：或為激光束方向風速分量；

為上方風向的軸向分量；

為上方風向的橫向分量；

為根據?、合成的上方水平風速；

為根據?、合成的上方水平風速的水平風向；

為上光束的天頂角；

為上光束的方位角；

為機載式激光雷達的平均俯仰角。

4.根據權利要求3所述的一種基于機載雷達在線偏航系統的偏航優化控制方法，其特征在于，機載式激光雷達所測上光束位置高度和下光束所測位置高度的公式如下所示：

其中：為風輪高度；為機載式激光雷達中心至風輪中心高度的距離；d為測量距離；為天頂角；為方位角；為機載式激光雷達的平均俯仰角。

5.根據權利要求1所述的一種基于機載雷達在線偏航系統的偏航優化控制方法，其特征在于，步驟3中，篩選后的風況參數通過一階低通濾波進行濾波處理。

6.根據權利要求1所述的一種基于機載雷達在線偏航系統的偏航優化控制方法，其特征在于，步驟4中，當機載式激光雷達數據失真時，將機艙風速作為備選偏航控制。