一种风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法技术

本发明专利技术公开了一种风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法，属于风力发电的技术领域，通过对每台风力发电机组的偏航角速度进行机理建模和数据驱动建模相结合的方式，获取偏航角速度模型；在风机偏航角度计数器故障时，利用偏航角速度模型和风机控制器的偏航动作信号实时计算偏航扭缆角度；通过定期训练修正偏航角速度模型和校准偏航扭缆角度的机制，保障扭缆角度计算准确性，可有效降低偏航计数器的故障停机频率，减少风力发电机组的发电量损失，并利于风场计划性运维的实现。并利于风场计划性运维的实现。并利于风场计划性运维的实现。

【技术实现步骤摘要】
一种风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法


[0001]本专利技术属于风力发电的
，具体而言，涉及一种风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法。

技术介绍

[0002]随着风力发电机组控制技术的日益成熟，研究方向已经向着增功提效和风场计划性运维等精细化发展。其中，风力发电机组故障容错技术已经成为了增加风力发电机有效工作小时数的重要手段之一。
[0003]在现有技术中，通过偏航角度计数器测量的偏航扭缆角度是进行机组偏航控制和保护的重要参数，实际运行时，偏航角度计数器发生故障将导致风电机组直接停机，直至维修人员登上风机消除故障才可重新运行。停机期间，由于时段、天气、备件、人员、车辆等各类因素，将损失较为可观的发电时间，会造成风力发电机组的发电量损失较大。

技术实现思路

[0004]鉴于此，为了解决现有偏航角度计数器故障后对风机发电量有显著影响的技术难题，本专利技术旨在提供一种风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法，以达到能够在风机发生偏航角度计数器故障时实现容差运行，从而在维修人员完成维修前维持风机发电状态，降低因偏航角度计数器故障导致的停机时间，进而减少风力发电机组的发电量损失，同时，还可辅助预判偏航角度计数器的异常状态，有利于风电场计划性运维。
[0005]本专利技术所采用的技术方案为：一种风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法，该容错控制方法包括：步骤S1：获取每台风力发电机组中偏航系统硬件的机理特性和每台风力发电机组的运行控制数据，通过机理建模和数据驱动建模相结合，以得到每台风力发电机组对应的偏航角速度模型；步骤S2：根据每台风力发电机组的偏航角速度模型拟合出偏航角速度并存储于对应风力发电机组中；步骤S3：根据偏航角速度和偏航动作信号实时进行风力发电机组的偏航扭缆角度估算，当风力发电机组的偏航角度计数器正常时，定期用偏航角度计数器获取的偏航扭缆角度测量值校准偏航扭缆角度估算值；当风力发电机组的偏航角度计数器故障时，启用偏航扭缆角度估算值完成风力发电机组的偏航控制及解缆保护。
[0006]进一步地，在风力发电机组的偏航角度计数器未报故障时，通过实时对比偏航扭缆角度测量值与偏航扭缆角度估算值，当偏差过大时，则推送出异常状态，以辅助提前发现偏航角度计数器的异常状态，助力实现计划性运维。
[0007]进一步地，所述机理建模需要偏航系统硬件的机理特性，通过该机理特性构建每台风力发电机组所对应的基准偏航速度模型和确认偏航计数误差修正方式及系数。
[0008]进一步地，所述数据驱动建模需要风力发电机组的运行控制数据，通过运行控制
数据获取多个偏航速度散点并拟合出每台风力发电机组所对应的初始偏航速度模型，其中，所需偏航速度散点的个数为不少于10次超过30s的偏航动作数据。
[0009]进一步地，所述数据驱动建模所获取的初始偏航速度模型，根据风力发电机组的运行控制数据不断累积，进行定期的训练修正；减少由于机组部件疲劳衰退、环境气象导致的工况变化等原因出现的模型偏差。
[0010]进一步地，在步骤S1中，将机理建模所获得的基准偏航速度模型和数据驱动建模所获得的初始偏航速度模型进行互补修正，并导入机理建模所获得的偏航计数误差修正方式及系数，完善得到风力发电机组对应的偏航角速度模型；通过完善风力发电机组的偏航角速度模型，能够提高偏航速度的拟合准确性。
[0011]进一步地，在步骤S1中，所述数据驱动建模所获得的初始偏航速度模型完成定期的训练修正后，会同步对风力发电机组对应的偏航角速度模型进行修正；在步骤S2中，将通过修正后的偏航角速度模型拟合出新的偏航角速度并将旧的偏航角速度进行更新，以实时获取最新、最准确的偏航角速度。
[0012]进一步地，在步骤S3中，当风力发电机组的偏航角度计数器故障且启用偏航扭缆角度估算值对风力发电机组作偏航控制及解缆保护时，同步将此容错状态以状态码的形式推送显示，并将容差状态运行的允许时间以倒计时形式推送显示。
[0013]本专利技术的有益效果为：1. 采用本专利技术所提供的风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法，通过机理建模和数据驱动建模相结合的方式，获取偏航角速度模型，可实时估算偏航扭缆角度值，并可定时修正模型和校准扭缆角度，保证偏航扭缆角度估算值准确、可靠；在故障时，可让机组使用偏航扭缆角度估算值实现控制参考值的冗余，可对于偏航角度计数器故障实现容差运行。
[0014]2. 采用本专利技术所提供的风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法，在提高机组发电时长的同时，为运维人员的维修工作预留准备时间，助力实现计划性运维，在机组未检测出故障时，能通过对比偏航扭缆角度实际值和估计值，辅助提前发现偏航角度计数器的异常状态，同样助力实现计划性运维。
附图说明
[0015]图1是本专利技术所提供的风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法中偏航扭缆角度的计算流程图；图2是本专利技术所提供的风力发电机组偏航角度计数器的容错控制装置的整体架构示意图；图3是本专利技术所提供的风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法的偏航容差控制流程图。
具体实施方式
[0016]为下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的模块或具有相同或类似功能的模块。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。相反，
本申请的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
[0017]技术术语解释偏航系统：参考风速风向和扭缆状态，驱动机舱以保证风机运行时机头迎风，同时避免机舱和塔筒间的电缆过度缠绕。
[0018]对风偏航：在风机运行时，在一定的风速条件下，当机舱和风向偏差到一定角度后，启动偏航。
[0019]偏航动作：打开电机刹车，多电机通过减速器同时驱动偏航轴带动机舱，以保持机头迎风。偏航过程中液压制动器保持一定压力，以保证偏航平稳；在偏航停止后，液压制动和电机制动共同作用，保持机舱位置稳定。
[0020]解缆偏航：对风偏航过程中会导致机舱和塔筒间的电缆过度缠绕，需要通过解缆偏航来释放电缆。
[0021]实施例1为了解决现有偏航角度计数器故障后对风机发电量有显著影响的问题，在本实施例中具体提供了一种风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法，如图1所示，该容错控制方法包括以下：步骤S1：获取每台风力发电机组中偏航系统硬件的机理特性（机理特性是指：偏航系统硬件的机械、电气参数）和每台风力发电机组的运行控制数据（运行控制数据是指：每台风力发电机组的运行、控制历史数据），通过机理建模和数据驱动建模相结合的方式，以得到每台风力发电机组对应的偏航角速度模型。
[0022]①
机理建模需要偏航系统硬件的机理特性，通过该机理特性构建每台风力发电机组所对应的基准偏航速度模型和确认偏航计数误差修正方式及系数。其中，机理特性包括：偏航系统结构、偏航主齿轮齿数、驱动齿轮齿数、偏航减速器参数、驱动电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法，其特征在于，该容错控制方法包括：步骤S1：获取每台风力发电机组中偏航系统硬件的机理特性和每台风力发电机组的运行控制数据，通过机理建模和数据驱动建模相结合，以得到每台风力发电机组对应的偏航角速度模型；步骤S2：根据每台风力发电机组的偏航角速度模型拟合出偏航角速度并存储于对应风力发电机组中；步骤S3：根据偏航角速度和偏航动作信号实时进行风力发电机组的偏航扭缆角度估算，当风力发电机组的偏航角度计数器正常时，定期用偏航角度计数器获取的偏航扭缆角度测量值校准偏航扭缆角度估算值；当风力发电机组的偏航角度计数器故障时，启用偏航扭缆角度估算值完成风力发电机组的偏航控制及解缆保护。2.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法，其特征在于，在风力发电机组的偏航角度计数器未报故障时，通过实时对比偏航扭缆角度测量值与偏航扭缆角度估算值，当偏差过大时，则推送出异常状态。3.根据权利要求1所述的风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法，其特征在于，所述机理建模需要偏航系统硬件的机理特性，通过该机理特性构建每台风力发电机组所对应的基准偏航速度模型和确认偏航计数误差修正方式及系数。4.根据权利要求3所述的风力发电机组偏航角度计数器的容错控制方法，其特征在于，所述数据驱动建模需要风力发电机组的运行控制数据，通过运行控制数...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨鹤立，曾一鸣，廖茹霞，宁琨，张耀辉，彭小迪，余业祥，苏坤林，贾君实，
申请(专利权)人：东方电气风电有限公司，
类型：发明
国别省市：