一种基于大数据的风电机组自动对风方法及系统技术方案

一种基于大数据的风电机组自动对风方法，所述方法包括以下步骤：1)实时获取风电机组的风速风向和发电功率值；2)当风速长时间处于小风停机时，将实时获得的风向与基于各机组历史数据推得的主风向比较，根据比较结果再执行后续的偏航指令。以及提供一种基于大数据的风电机组自动对风系统，包括用于实时获取风电机组的风速风向和发电功率值的采集模块；用于当风速长时间处于小风停机时，将实时获得的风向与基于各机组历史数据推得的主风向比较，根据比较结果再执行后续的偏航指令的偏航控制模块。本发明专利技术减少损耗、稳定可靠、对风效率较高。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及风电
，尤其涉及一种基于大数据的风电机组自动对风方法及系统，特别适用于有多个主风向的中低风速风电场。
技术介绍
目前国内小风停机(<3m/s)的机组主要采取实时对风措施，以获得较大的风速；而这种对风措施常常会有以下缺点：仅靠风向仪的检测，风向变化不可预知，对风时间长；若机组停机时期机组对风为非主风向，重新启动，需要较长的对风时间，导致偏航消耗时间较长；在风电场长时间小风(3～5m/s)时，机组偏航消耗的发电量大于机组的发电量，同时机组的偏航也造成偏航电机、制动器的损耗。
技术实现思路
为了克服已有风电机组对风方式的对风效率较低、损耗较大、稳定性较差的不足,本专利技术提供了一种减少损耗、稳定可靠、对风效率较高的基于大数据的风电机组自动对风方法及系统。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种基于大数据的风电机组自动对风方法，包括以下步骤：1)实时获取风电机组的风速风向和发电功率值；2)当风速长时间处于小风停机(10min平均风速<3m/s)时，将实时获得的风向与基于各机组历史数据推得的主风向比较，根据比较结果再执行后续的偏航指令。进一步，所述步骤2)中，基于风电场历史记录的年变化、月变化规律及历史风玫瑰图，与当日已有风向变化数据进行比对，基于大数据将日主风向按时段划分(如：白天为E，晚上为N)，通过相关性比较，判定小风停机时段该机组该日该时段的主风向。再进一步，所述步骤2)中，当实测风向与历史记录主风向间的夹角位于锐角区间20～45°时，对机组实施偏航，当夹角不在20～45°时，使机组停留在主风向上，当夹角不在20～45°的持续时间在30分钟以上时，对基于大数据判定的该时段主方向进行修正，将该时段的主方向变更为实测风向；当风速大于5m/s(10min平均风速)以上，进入正常的对风偏航模式。更进一步，所述步骤2)中，长时间处于小风停机状态的长时间的定义为15分钟以上。一种基于大数据的风电机组自动对风系统，包括：用于实时获取风电机组的风速风向和发电功率值的采集模块；用于当风速长时间处于小风停机(10min平均风速<3m/s)时，将实时获得的风向与基于各机组历史数据推得的主风向比较，根据比较结果再执行后续的偏航指令的偏航控制模块。进一步，所述偏航控制模块中，基于风电场历史记录的年变化、月变化规律及历史风玫瑰图，与当日已有风向变化数据进行比对，基于大数据将日主风向按时段划分(如：白天为E，晚上为N)，通过相关性比较，判定小风停机时段该机组该日该时段的主风向。再进一步，当实测风向与历史记录主风向间的夹角位于锐角区间20～45°时，对机组实施偏航，当夹角不在20～45°时，使机组停留在主风向上，当夹角不在20～45°的持续时间在30分钟以上时，对基于大数据判定的该时段主方向进行修正，将该时段的主方向变更为实测风向；当风速大于5m/s(10min平均风速)以上，进入正常的对风偏航模式。更进一步，长时间处于小风停机状态的长时间的定义为15分钟以上。本专利技术中，风速风向仪采集的实时风速风向值传输到信息系统中，判断当前风速值(10min平均风速)是否小于3m/s且时间长达30min以上；若是，则进入小风停机偏航模式，该模式具体为：基于风电场历史记录的年变化、月变化规律及历史风玫瑰图，与当日已有风向变化数据进行比对，基于大数据将日主风向按24小时不同时段划分(如：白天为E，晚上为N)，通过相关性比较，判定小风停机时段该机组该日该时段的主风向；将风向仪获取的风向与信息系统中判定的该日主风向相对照，若两者间的夹角为20°～45°的锐角时，执行偏航动作指令，若下一阶段的风向值与判定的主风向间的夹角仍在20～45°，刚结束偏航任务，该次不偏航，继续等待下一阶段的风速风向信息；若夹角不在20～45°时且持续时间在30min以内时，则将机位偏航至主风向上，等待下一阶段的风速风向值，若实测风向与此前判定的主风向夹角不在20～45°范围内的持续时间大于30min，则对此前判定的主方向进行修正，基于大数据与自学习重新判定该时段的主风向，使主风向的判定更准确；当风速大于5m/s时，退出小风停机偏航模式，此时由于机位一直在主风向上，因此启机后能减小偏航角度，快速到达对风位置，减少对风时间。本专利技术的有益效果是：使机组停机在主风向，减少重新启动时的偏航对风时间；减少长时间小风情况下无意义的偏航次数和偏航时间，避免机组无必要的自耗电，延长偏航电机和制动器的使用寿命。附图说明图1为基于大数据的风电机组自动对风方法的流程图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。实施例1参照图1，一种基于大数据的风电机组自动对风方法，包括以下步骤：1)实时获取风电机组的风速风向和发电功率值；2)当风速长时间处于小风停机(10min平均风速<3m/s)时，将实时获得的风向与基于各机组历史数据推得的主风向比较，根据比较结果再执行后续的偏航指令。进一步，所述步骤2)中，基于风电场历史记录的年变化、月变化规律及历史风玫瑰图，与当日已有风向变化数据进行比对，基于大数据将日主风向按时段划分(如：白天为E，晚上为N)，通过相关性比较，判定小风停机时段该机组该日该时段的主风向。再进一步，所述步骤2)中，当实测风向与历史记录主风向间的夹角位于锐角区间20～45°时，对机组实施偏航，当夹角不在20～45°时，使机组停留在主风向上，当夹角不在20～45°的持续时间在30分钟以上时，对基于大数据判定的该时段主方向进行修正，将该时段的主方向变更为实测风向；当风速大于5m/s(10min平均风速)以上，进入正常的对风偏航模式。更进一步，长时间处于小风停机状态的长时间的定义为15分钟以上。实施例2一种基于大数据的风电机组自动对风系统，包括：用于实时获取风电机组的风速风向和发电功率值的采集模块；用于当风速长时间处于小风停机(10min平均风速<3m/s)时，将实时获得的风向与基于各机组历史数据推得的主风向比较，根据比较结果再执行后续的偏航指令的偏航控制模块。进一步，所述偏航控制模块中，基于风电场历史记录的年变化、月变化规律及历史风玫瑰图，与当日已有风向变化数据进行比对，基于大数据将日主风向按时段划分(如：白天为E，晚上为N)，通过相关性比较，判定小风停机时段该机组该日该时段的主风向。再进一步，当实测风向与历史记录主风向间的夹角位于锐角区间20～45°时，对机组实施偏航，当夹角不在20～45°时，使机组停留在主风向上，当夹角不在20～45°的持续时间在30分钟以上时，对基于大数据判定的该时段主方向进行修正，将该时段的主方向变更为实测风向；当风速大于5m/s(10min平均风速)以上，进入正常的对风偏航模式。更进一步，长时间处于小风停机状态的长时间的定义为15分钟以上。该系统的执行主体为机组的偏航控制系统，如图1所示，该自动对风系统的具体工作流程为：采集模组中的风速风向仪实时获取风电机组的环境风速值、风向值；其中环境风速值即机组所处环境的风速大小。对获取的风速值进行判断，当采集到的风速值小于3m/s且时间长达30min以上时，将偏航模式转变为小风停机偏航模式；该模式的具体工作内容为：首先是确定机组停风该日的主方向，判别方法本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于大数据的风电机组自动对风方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)实时获取风电机组的风速风向和发电功率值；2)当风速长时间处于小风停机时，将实时获得的风向与基于各机组历史数据推得的主风向比较，根据比较结果再执行后续的偏航指令。

【技术特征摘要】
1.一种基于大数据的风电机组自动对风方法，其特征在于：所述方法包括以下步骤：1)实时获取风电机组的风速风向和发电功率值；2)当风速长时间处于小风停机时，将实时获得的风向与基于各机组历史数据推得的主风向比较，根据比较结果再执行后续的偏航指令。2.如权利要求1所述的基于大数据的风电机组自动对风方法，其特征在于：所述步骤2)中，基于风电场历史记录的年变化、月变化规律及历史风玫瑰图，与当日已有风向变化数据进行比对，基于大数据将日主风向按时段划分，通过相关性比较，判定小风停机时段该机组该日该时段的主风向。3.如权利要求1或2所述的基于大数据的风电机组自动对风方法，其特征在于：所述步骤2)中，当实测风向与历史记录主风向间的夹角位于锐角区间20～45°时，对机组实施偏航，当夹角不在20～45°时，使机组停留在主风向上，当夹角不在20～45°的持续时间在30分钟以上时，对基于大数据判定的该时段主方向进行修正，将该时段的主方向变更为实测风向；当风速大于5m/s以上，进入正常的对风偏航模式。4.如权利要求1或2所述的基于大数据的风电机组自动对风方法，其特征在于：所述步骤2)中，长时间处于小风停机状态的长时间的定义为15分钟...

【专利技术属性】
技术研发人员：任旦元，廖元文，周民强，史晓鸣，
申请(专利权)人：浙江运达风电股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33