一种风速风向仪的角度测量误差曲线的替代学习方法技术

本发明专利技术公开了一种风速风向仪的角度测量误差曲线的替代学习方法，风速风向仪在学习周期使用其目标风机的历史数据进行预学习，使用目标风机之前一个或多个月份的各类参数进行统计分析，获取较为合理的角度测量误差曲线Ch；或者使用风速风向仪分析过的其它相似风机(相同风场、相似的微观选址位置、相似的风机性能指标)的角度测量误差曲线Ct。进而可以使用该曲线(Ch或Ct)直接进入运行周期对风速风向仪的实测风向偏差角度进行修正，同时与自身的学习周期并行。本发明专利技术解决了现有技术中，在风机处于长达1个多月的学习周期内，不能进入运行周期并对此期间的角度测量误差进行补偿的问题，提高了风机在此期间的发电量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种风速风向仪，特别是一种风速风向仪的角度测量误差补偿方法。
技术介绍
风力发电机将风动能转化为电能，目标是在保持风机承受较低机械载荷的同时尽可能多的发电。要成功实现以上目标，关键是要让风机叶轮精确的对准风向。关于提高风速风向仪学习周期时的风机发电效率的方法。如图1-2所示，根据风机动力学理论，当风速恒定且发电机转速低于额定转速时，风机的发电功率与风向偏差角度Θ的余弦的三次方成正比。设风向无偏差时，风机叶轮获得的功率为Powerl;当风速不变而风向偏差角度为Θ时，风机叶轮获得的功率为power2，则二者满足如下公式:Power2 = Powerl X cos30因此，当风向偏差角度Θ为15度时，会带来约10%的发电量损失。另外，叶轮的偏离会导致在叶轮乃至整个风机的机械载荷不平衡。这类载荷相比其他载荷会大得多，如果能降低，就能延长风机使用寿命，或者让现有风机带动更大的叶轮。目前，在大多数风机上，风向偏差角度由安装在机舱上方的风速风向仪决定。但在风机的实际运行过工程中，风速风向仪所测量的风向偏差角度与叶轮处的实际风向偏差角度之间存在误差。如图3所示，因为风速风向仪测量的是风机机舱尾部的风向偏差角度02，而风机主控系统需要的是风机叶轮处的实际风向偏差角度Θ:，即两者间的角度测量误差表示为:δθ = θ2-θ1大量实验表明，这个误差不是固定的，而是与风速相关的，并将这个随风速变化的误差定义为如下的角度测量误差曲线或角度测量误差函数:5 = f (v) ? ao+ai.v+a2.v2+---+an.vn风速风向仪的角度测量误差补偿过程一般分为学习周期和运行周期两大部分，具体描述如下:在学习周期:风速风向仪对风机的各类参数进行采集和统计分析，最终获得合理的角度测量误差曲线。在未完成学习周期前，风速风向仪实测的风向偏差角度将在未经补偿的情况下直接发送给主控系统(即风机运行在原始状态下)。在运行周期:学习周期结束后，将合理的角度测量误差曲线传递给运行周期。运行周期使用角度测量误差曲线将风速风向仪实测的风向偏差角度进行补偿后，再发送给主控系统，以提高风机叶轮的对风精度。综上，运行周期只是应用角度测量误差曲线对风速风向仪的实测实测的风向偏差角度进行补偿，故其不占用较大的时间和空间资源。但是，风机在进入运行周期前，必须先完成学习周期；学习周期的核心任务是获取该风机的合理的角度测量误差曲线，为此学习周期需要不断的进行数据采集和数据分析运算工作。一般情况下，风速风向仪需要连续采集1个月的风机运行数据才能获得较为合理的角度测量误差曲线，即学习周期较为耗时。同时，由于风机在1个月的时间内未经误差补偿修正，也减少了风机的发电效率。关于提高风速风向仪在学习周期内的风机发电效率的方法，目前还未见报道。
技术实现思路
为解决现有技术存在的上述问题，本专利技术要设计一种能够缩短学习周期时间并提高学习周期内的风机发电效率的风速风向仪的角度测量误差曲线的替代学习方法。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下:，包括以下步骤:A、选择学习方式如果风速风向仪使用其目标风机的历史数据进行预学习，则转步骤B;否则，转步骤C;B、风速风向仪使用其目标风机的历史数据进行预学习，使用目标风机之前一个或多个月份的各类参数进行统计分析，获取较为合理的角度测量误差曲线Ch;转步骤D;C、风速风向仪使用分析过的其它相似风机的角度测量误差曲线Ct，所述的相似风机是指具有相同风场、相似的微观选址位置和相似的风机性能指标的风机；D、目标风机使用步骤B或步骤C得到的角度测量误差曲线直接进入运行周期对风速风向仪的角度测量误差进行补偿；同时利用自身新采集到的数据进行自主学习，使运行周期与学习周期并行；E、目标风机经过1个月以上的学习周期后，获得新的角度测量误差曲线，并对步骤B或步骤C得到的角度测量误差曲线进行修正，形成最终的角度测量误差曲线。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果:1、由于本专利技术的风速风向仪在学习周期使用其目标风机的历史数据进行预学习，使用目标风机之前一个或多个月份的各类参数进行统计分析，获取较为合理的角度测量误差曲线Ch(History Curve);或者使用风速风向仪分析过的其它相似风机(相同风场、相似的微观选址位置、相似的风机性能指标)的角度测量误差曲线Ct(Turbine Curve)。进而可以使用该曲线(Ch或Ct)直接进入运行周期对风速风向仪的实测风向偏差角度进行修正，同时与自身的学习周期并行。2、本专利技术解决了现有技术中，在风机处于长达1个多月的学习周期内，不能进入运行周期并对此期间的角度测量误差进行补偿的问题，提高了风机在此期间的发电量。【附图说明】本专利技术共有附图4张，其中:图1是风机机舱正对风向示意图。图2是风机机舱偏航示意图。图3是实际风向和实测风向示意图。图4是本专利技术的流程图。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术作进一步地说明。如果风速风向仪在初次使用时，对其需要优化的目标风机的运行参数一无所有，则其需要在零基础的条件下，对目标风机运行的参数进行采集和统计分析，以便获取角度测量误差曲线，为此，其学习周期一般长达1个月，较为耗时。本专利技术的核心在于:风速风向仪可以使用其目标风机的历史数据进行预学习，使用目标风机之前一个或多个月份的各类参数进行统计分析，获取较为合理的角度测量误差曲线Ch(History Curve);或者使用风速风向仪分析过的其它相似风机(相同风场、相似的微观选址位置、相似的风机性能指标)的角度测量误差曲线Ct(Turbine Curve)。继而，风速风向仪使用已有的角度测量误差曲线Ch(或Ct)进入运行周期，并对风向偏差角度进行补偿的同时对目标风机进行数据采集和统计分析，使学习周期和运行周期并行。目标风机完成学习周期并获得新的角度测量误差曲线后，对已有的角度测量误差曲线进行修正，以便获得最优的角度测量误差曲线。该过程会大大减少风机处于学习周期不能对风向进行补偿而造成的发电量损失，相对的提高了此期间的发电效率。下面按照图4所示的流程进行举例说明:例:风速风向仪要对风机A的角度测量误差曲线进行学习，则风速风向仪先从风机A的历史数据中统计出该风机在4m/s时的风速风向仪的角度测量误差为5°。而后风速风向仪以S(4m/s) =5°为基础开始采集风机实时数据并处理分析，并同时进入运行周期对风向偏差角度进行补偿，经过一个月以上的学习周期后，风速风向仪统计出4m/s风速时，该风机仍存在2°的角度测量误差，即修正后的角度测量误差曲线在4m/s风速时的角度测量误差为δ (4m/s) = 5。+2° = 7。。若风机使用传统方法，则在一个月以上的学习周期内不能对误差进行补偿，则在此期间风机处于4m/s风速时的方向误差为7°，损失发电量2.3%;使用替代学习后，在一个月以上的学习周期内，风机使用替代角度测量误差曲线同时进入运行周期，对4m/s风速时的风向进行5°的补偿，即实际角度测量误差仅为2°，损失发电量0.2%，即减少了该段时间内处于4m/s风速时的2.1%的发电量损失。综上，替代学习可以在目标风机历史数据(或相似风机数据)的角度测量误差曲线基础上，进行继续学习，并对现有角度测量误差曲线进行修正，可以大大减少风机处于学本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风速风向仪的角度测量误差曲线的替代学习方法，其特征在于：包括以下步骤：A、选择学习方式如果风速风向仪使用其目标风机的历史数据进行预学习，则转步骤B；否则，转步骤C；B、风速风向仪使用其目标风机的历史数据进行预学习，使用目标风机之前一个或多个月份的各类参数进行统计分析，获取较为合理的角度测量误差曲线Ch；转步骤D；C、风速风向仪使用分析过的其它相似风机的角度测量误差曲线Ct，所述的相似风机是指具有相同风场、相似的微观选址位置和相似的风机性能指标的风机；D、目标风机使用步骤B或步骤C得到的角度测量误差曲线直接进入运行周期对风速风向仪的角度测量误差进行补偿；同时利用自身新采集到的数据进行自主学习，使运行周期与学习周期并行；E、目标风机经过1个月以上的学习周期后，获得新的角度测量误差曲线，并对步骤B或步骤C得到的角度测量误差曲线进行修正，形成最终的角度测量误差曲线。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：马丁·费舍尔，孟繁擘，矫斌，
申请(专利权)人：大连尚能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21