本申請涉及風(fēng)電領(lǐng)域，更具體地，本申請涉及一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制的方法、設(shè)備和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

風(fēng)電場一般建立在戈壁、平原、山地、丘陵或海上等。受地形地貌的影響，將呈現(xiàn)出山谷風(fēng)或海陸風(fēng)的特征，導(dǎo)致風(fēng)電場的風(fēng)向存在明顯的變化規(guī)律。

目前，尚未實現(xiàn)關(guān)于風(fēng)電場的風(fēng)向變化的預(yù)測或邏輯判斷功能?，F(xiàn)有技術(shù)中，通常通過風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自帶的風(fēng)向標(biāo)和風(fēng)速儀檢測周圍環(huán)境的風(fēng)況變化情況，從而控制偏航系統(tǒng)實現(xiàn)對風(fēng)功能。在這種方式下，需要實時判斷周圍風(fēng)向的變化情況，并及時作出針對性的調(diào)整。由于每個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組獨(dú)立地檢測周圍環(huán)境的風(fēng)況，各個風(fēng)力發(fā)電機(jī)組之間缺乏協(xié)調(diào)，因此每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組僅對該機(jī)組周圍的風(fēng)況有所了解，但無法預(yù)知或預(yù)判該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組范圍以外的風(fēng)況，更無法預(yù)測整個風(fēng)電場的風(fēng)況變化趨勢。

一般而言，風(fēng)電場覆蓋了較大面積的區(qū)域，當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于小風(fēng)待機(jī)的狀態(tài)時，如果風(fēng)電場的風(fēng)況已經(jīng)開始改變，但是該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所在區(qū)域的風(fēng)況可能尚未變化。如果可以提前預(yù)測風(fēng)電場的風(fēng)況變化趨勢，將能夠提前實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的對風(fēng)偏航，從而提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率

此外，在實際情況中，對于地勢復(fù)雜的風(fēng)電場，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組附近的風(fēng)向會受到障礙物、山峰尾流的影響。因此，在控制風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的對風(fēng)偏航時，必須考慮這些影響，才能提高對風(fēng)的精度，提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行效率。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本申請?zhí)岢隽艘环N新的用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制的方法、設(shè)備和系統(tǒng)，通過預(yù)測風(fēng)電場的風(fēng)況變化趨勢，并針對每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組計算對風(fēng)偏航角度，可以實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組提前對風(fēng)偏航的功能，從而提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對風(fēng)偏航的效率。

本申請?zhí)峁┝艘环N風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航控制方法，包括：接收指示風(fēng)電場中的多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處的風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)據(jù)；基于所接收的數(shù)據(jù)，預(yù)測所述風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角；并且基于所述風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角，控制所述風(fēng)電場中的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行偏航。

根據(jù)本申請的另一方面，提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制系統(tǒng)，包括：接收模塊，用于接收指示風(fēng)電場中的多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處的風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)據(jù)；計算模塊，用于基于所接收的數(shù)據(jù)，預(yù)測所述風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角；以及控制模塊，用于基于所述風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角，控制所述風(fēng)電場中的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行偏航。

根據(jù)本申請的另一方面，提供了一種風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制設(shè)備，包括：處理器；以及存儲器，其中存儲用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制的程序；并且當(dāng)所述處理器執(zhí)行所述程序時，被配置為執(zhí)行以下方法：接收指示風(fēng)電場中的多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處的風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)據(jù)；基于所接收的數(shù)據(jù)，預(yù)測所述風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角；并且基于所述風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角，控制所述風(fēng)電場中的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行偏航。

在上述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制方法、系統(tǒng)及設(shè)備中，通過預(yù)測整個風(fēng)電場的風(fēng)況變化趨勢，并針對每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組計算偏航角度和方向，可以使得所述每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不需等待附近區(qū)域的風(fēng)況發(fā)生變化即可提前實現(xiàn)對風(fēng)偏航，從而提高了所述每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的發(fā)電效率。

附圖說明

本申請的以上方面和其他方面將參照附圖通過下面對示例性實施例的詳細(xì)描述變得更加顯然，其中：

圖1根據(jù)一個或多個實施例，示出了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分布于風(fēng)電場的不 同區(qū)域的示意圖。

圖2根據(jù)一個或多個實施例，示出了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的對風(fēng)偏航的示意圖。

圖3根據(jù)一個或多個實施例，示出了用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制的方法的流程圖。

圖4根據(jù)一個或多個實施例，示出了用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制的方法的流程圖。

圖5根據(jù)一個或多個實施例，示出了用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行對風(fēng)偏航命令的方法的流程圖。

圖6根據(jù)一個或多個實施例，示出了用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制的系統(tǒng)的框圖。

圖7根據(jù)一個或多個實施例，示出了用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制的系統(tǒng)的框圖。

圖8根據(jù)一種示例性實施例，示出了一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制的設(shè)備的框圖。

具體實施方式

下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的各個方面的特征和示例性實施例。在下面的詳細(xì)描述中，提出了許多具體細(xì)節(jié)，以便提供對本發(fā)明的全面理解。但是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說很明顯的是，本發(fā)明可以在不需要這些具體細(xì)節(jié)中的一些細(xì)節(jié)的情況下實施。下面對實施例的描述僅僅是為了通過示出本發(fā)明的示例來提供對本發(fā)明的更好的理解。本發(fā)明決不限于下面所提出的任何具體配置和算法，而是在不脫離本發(fā)明的精神的前提下覆蓋了元素、部件和算法的任何修改、替換和改進(jìn)。在附圖和下面的描述中，沒有示出公知的結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便避免對本發(fā)明造成不必要的模糊。

風(fēng)電場中，兩臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相距數(shù)百米至數(shù)十千米不等，它們同時檢測到的風(fēng)向、風(fēng)速信息可能具有很大差別。在本申請所提出的技術(shù)方案中，通過判斷整個風(fēng)場的不同區(qū)域的風(fēng)況，預(yù)測整個風(fēng)電場的風(fēng)況變化趨勢，從而控制每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的對風(fēng)偏航。

在本申請中，按照各臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組相互之間的距離將風(fēng)電場劃分為若干區(qū)域，每個區(qū)域中存在單臺或多臺距離較近的機(jī)組，并且同一區(qū)域內(nèi) 的機(jī)組的風(fēng)向變化存在相同規(guī)律。

關(guān)于如何基于各個區(qū)域的風(fēng)向變化來預(yù)測風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角，具體存在以下兩種情形。在第一種情形中，風(fēng)速處于切入風(fēng)速以下，此時所有機(jī)組處于小風(fēng)待機(jī)狀態(tài)；當(dāng)風(fēng)電場的某一區(qū)域的風(fēng)速逐漸升高，并且偏北風(fēng)向角大體上一致，偏差值在±10°或±15°的范圍內(nèi)時，其它區(qū)域尚未發(fā)生風(fēng)向、風(fēng)速的大幅度變化；在第二種情形中，風(fēng)電場某區(qū)域的多臺機(jī)組發(fā)生偏北風(fēng)向角的大幅度轉(zhuǎn)移，并且風(fēng)速增加，同時某些區(qū)域的風(fēng)速梯度減小，此時需確定風(fēng)電場新的主風(fēng)向。

本申請所要解決的技術(shù)問題，主要是針對第一種情形下，當(dāng)風(fēng)電場中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于小風(fēng)待機(jī)時，如何通過預(yù)測風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角來提前實現(xiàn)對風(fēng)偏航。

在圖1中，示出了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分布于風(fēng)電場的不同區(qū)域的示意圖?？梢酝ㄟ^一個控制中心(未示出)，與各臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通信?？刂浦行耐ㄟ^有線或無線的方式，從各臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組接收數(shù)據(jù)，針對每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組計算相應(yīng)的偏航角度和偏航方向，并且將這些偏航相關(guān)信息發(fā)送給相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

如圖1所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W01#-W04#位于風(fēng)電場北邊緣位置的區(qū)域1中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W31#-W33#位于風(fēng)電場南邊緣位置的區(qū)域4中，風(fēng)電場呈現(xiàn)為階梯式布局的形式。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W01#-W04#的原風(fēng)向針對東南方，當(dāng)風(fēng)向變化后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W01#-W04#的風(fēng)向統(tǒng)一變化為正北方，且風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W01#-W04#的偏北風(fēng)向角均處于±10°或±15°的范圍內(nèi)，同時風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W01#-W04#的30秒平均風(fēng)速呈現(xiàn)為每秒上升0.5m/s～1.0m/s以上的變化趨勢，那么初步認(rèn)為風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角出現(xiàn)了變化。此時，全場風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于小風(fēng)待機(jī)狀態(tài)，屬于第一種情形；此時在短時間內(nèi)，區(qū)域2的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏北風(fēng)向角也轉(zhuǎn)到該區(qū)段范圍內(nèi)，進(jìn)一步驗證了此時處于第一種情形，從而確定此時風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角θ_wf。這里，假定正北方的偏北風(fēng)向角為0°，且度數(shù)沿逆時針方向增長，因此，正西、正南以及正東的偏北方向角分別為90°、180°以及270°。

在第二種情形下，風(fēng)電場中大部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組不處于待機(jī)狀態(tài)。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W01#-W04#的原風(fēng)向正對東南方，在風(fēng)向變化后，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W01#-W04#的風(fēng)向統(tǒng)一改變?yōu)檎狈?，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組W01#-W04#的偏北風(fēng)向角均處于±10°或±15°的范圍內(nèi)。與第一種情形的不同之處在于，區(qū)域2、區(qū)域3以及區(qū)域4內(nèi)原偏北風(fēng)向角的風(fēng)速呈現(xiàn)為梯度下降的變化趨勢，每秒下降0.5m/s～1.0m/s，從而進(jìn)一步驗證了此時處于第二種情形的推斷，并確定此時風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角。

在圖2中示出了在風(fēng)向發(fā)生變化的情況下，確定風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航角度的示意圖。如圖所示，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的原偏北風(fēng)向角與原風(fēng)向保持一致，為東南方向225°；當(dāng)風(fēng)場的風(fēng)向發(fā)生變化，且新的偏北風(fēng)向角指向正北方0°/360°時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組需要往左方向偏航角度為135°，才能達(dá)到風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角的位置。

本申請的第一實施例適用于風(fēng)電場周圍的地勢較為平坦的情形。此時，整個風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角將基本保持一致。各臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通過預(yù)測風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角并進(jìn)行預(yù)先調(diào)整，可以使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組提前完成對風(fēng)偏航，從而提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對風(fēng)偏航的效率。

圖3根據(jù)一個或多個實施例，示出了一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航控制的方法300的示意圖。該圖僅是示例，其不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以在該圖的基礎(chǔ)上進(jìn)行適應(yīng)性地變化、替代和修改。

如圖3所示，在步驟310中，接收指示風(fēng)電場中的多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處的風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)據(jù)。

這里的多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，可以是該風(fēng)電場中的所有風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。然而在其它實施例中，為了提高處理的效率，也可以將以上所述的風(fēng)電場劃分為多個區(qū)域，從每個區(qū)域中選出一臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

指示風(fēng)速和風(fēng)向的這些數(shù)據(jù)，可以由風(fēng)力發(fā)電機(jī)組采取有線或無線的方式，實時傳輸?shù)娇刂浦行?。某臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所處的風(fēng)速和風(fēng)向，可以由該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通過其風(fēng)向標(biāo)傳感器采集得到。在其它實施例中，這些數(shù)據(jù)還可以包括該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組自身的偏北風(fēng)向角，以及該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組 自身的一些信息，包括風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)等。被接收的數(shù)據(jù)，可以被存儲于本地，例如存儲于本地的數(shù)據(jù)庫中，或者被存儲在獨(dú)立于控制中心的數(shù)據(jù)中心處，或者其它位置，也可以同時存儲于多處位置以作為備份。控制中心可以通過有線或無線的方式訪問這些數(shù)據(jù)。在某些特殊情形下，也允許用戶通過智能手機(jī)、平板等移動設(shè)備通過無線(例如Wifi)的方式訪問或查詢。

在步驟320中，基于所接收的數(shù)據(jù)，預(yù)測該風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角。

本申請所要解決的技術(shù)問題，主要是針對以上所述的第一種情形，當(dāng)風(fēng)電場中的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于小風(fēng)待機(jī)時，如何通過預(yù)測風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角來提前實現(xiàn)對風(fēng)偏航。

當(dāng)整個風(fēng)電場的風(fēng)況開始變化時，所接收的來自多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)據(jù)中的大部分還維持不變，只有來自少部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的數(shù)據(jù)開始改變。由于整個風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角將趨于一致，因此，將從數(shù)據(jù)開始改變的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組接收的數(shù)據(jù)所指示的風(fēng)速和風(fēng)向預(yù)測為風(fēng)電場的風(fēng)速和風(fēng)向，并從其預(yù)測該風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角。

在步驟330中，基于該風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角，控制該風(fēng)電場中的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行偏航。

在確定風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角θ_wf后，控制中心將該偏北風(fēng)向角θ_wf發(fā)送至每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根據(jù)θ_wf的值以及自身的偏北風(fēng)向角，確定其偏航角度和偏航方向。在其它實施例中，如果風(fēng)電場中的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將指示其偏北風(fēng)向角的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制中心，那么控制中心根據(jù)風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角θ_wf以及每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏北風(fēng)向角，計算二者之間的差值，由此確定相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航角度和偏航方向，并將該偏航角度和偏航方向發(fā)送給相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根據(jù)這些信息控制自身的對風(fēng)偏航。

以上即為本申請的第一實施例。通過該第一實施例中所記載的方法步驟，可以在風(fēng)電場地勢較為平坦，并且所有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于小風(fēng)待機(jī)的情形下，通過預(yù)測風(fēng)電場的風(fēng)況變化趨勢，提前實現(xiàn)對風(fēng)偏航。

然而，在實際情況中，對于地勢復(fù)雜的風(fēng)電場，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組附近的 風(fēng)向會受到障礙物、山峰尾流的影響。使得風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏北風(fēng)向角與整個風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角之間可能存在一定偏差。為了修正這一偏差，需要根據(jù)歷史數(shù)據(jù)提前計算出障礙物或山峰尾流對每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的影響程度，得到每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏北風(fēng)向角的修正值。

本申請的第二實施例適用于風(fēng)電場周圍的地勢較為復(fù)雜的情形。受到地形地貌的影響，風(fēng)電場的各個區(qū)域、乃至每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的風(fēng)向或偏北風(fēng)向角之間可能存在較大差別，因此，各臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在獲得與其對應(yīng)的偏北風(fēng)向角時，需要考慮自己附近地貌的影響，如此才能較為準(zhǔn)確地提前預(yù)測偏北風(fēng)向角并實現(xiàn)對風(fēng)偏航。

圖4根據(jù)一個或多個實施例，示出了一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航控制的方法400的示意圖。如圖4所示，第二實施例的方法步驟大體上與第一實施例的方法相同，二者之間的區(qū)別在于，在步驟430中，針對每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，計算經(jīng)修正的偏北風(fēng)向角，之后將經(jīng)修正的偏北風(fēng)向角，或者將經(jīng)修正的偏北風(fēng)向角與每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏北風(fēng)向角的差值發(fā)送給對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。、

例如，將360°角度從正北方向0°開始，以每5°為一個單位，共劃分為72個區(qū)間P₁、P₂、P₃、...P₇₁、P₇₂，即[0～5°、5～10°、10°～15°、......、355°～360°]。角度修正模塊從數(shù)據(jù)庫內(nèi)獲取同一時間段內(nèi)風(fēng)電場以及每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)。這里，對風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k，將同一時刻的風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k的偏北風(fēng)向角作為一組數(shù)據(jù)。

對每個角度區(qū)間內(nèi)風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角采樣若干數(shù)據(jù)，例如50個，獲取與該若干數(shù)據(jù)同組的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k的偏北風(fēng)向角的數(shù)據(jù)。對風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角和風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k的偏北風(fēng)向角的采樣數(shù)據(jù)分別求均值或進(jìn)行擬合計算，分別得到θ_wf[P₁、P₂、P₃、...P₇₁、P₇₂]和θ_k[P₁、P₂、P₃、...P₇₁、P₇₂]。將二者求差值，得到當(dāng)風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角處于θ_wf[P_i]時，該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏北風(fēng)向角的相應(yīng)修正角度θ_ref[P_i]。需要注意的是，θ_k[P_i]并不代表θ_k在角度區(qū)間P_i內(nèi)的值，而是代表當(dāng)風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角處于[P_i]時，風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k的偏北風(fēng)向角的均值或擬合值。

針對風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角所處的角度區(qū)間P_t，對每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，確定相應(yīng)的θ_ref[P_t]，根據(jù)θ_ref[P_t]確定對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏北風(fēng)向角的修正值。將該偏北風(fēng)向角的修正值發(fā)送至每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根據(jù)該偏北風(fēng)向角的修正值以及自身的偏北風(fēng)向角，確定其偏航角度和偏航方向。在其它實施例中，如果風(fēng)電場中的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組將指示其偏北風(fēng)向角的數(shù)據(jù)發(fā)送給控制中心，那么控制中心根據(jù)該偏北風(fēng)向角的修正值以及每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏北風(fēng)向角，計算二者之間的差值，由此確定相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航角度和偏航方向，并將該偏航角度和偏航方向發(fā)送給相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。

以上描述了本申請的第二實施例。通過該第二實施例中所記載的方法步驟，可以在風(fēng)電場地勢較為復(fù)雜，并且所有的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于小風(fēng)待機(jī)的情形下，通過預(yù)測風(fēng)電場的風(fēng)況變化趨勢，從而提前實現(xiàn)對風(fēng)偏航。

在圖5中示出了用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組執(zhí)行對風(fēng)偏航命令的方法500的流程圖。該流程僅為示例性的，并不旨在限制本申請的實施例中的方法步驟必然需要按照圖中所示的順序執(zhí)行。

在第一和第二實施例中，有可能部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于小風(fēng)待機(jī)狀態(tài)，而另一部分風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于并網(wǎng)或維護(hù)狀態(tài)，即此時風(fēng)電場的部分區(qū)域中存在以上所描述的第二種情形。此時，控制中心仍然執(zhí)行第一和第二實施例中所記載的步驟，并將每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航角度發(fā)送給相應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。各臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在執(zhí)行命令之前，首先判斷自身的運(yùn)行狀態(tài)。如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于待機(jī)或停機(jī)狀態(tài)(第一種情形下)，那么根據(jù)所接收的偏航角度執(zhí)行對風(fēng)偏航命令；如果風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處于并網(wǎng)或維護(hù)狀態(tài)(第二種情形下)，那么由于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的對風(fēng)偏航命令的優(yōu)先級高于遠(yuǎn)程對風(fēng)偏航命令，此時該風(fēng)力發(fā)電機(jī)組通過自身程序來控制偏航。如此，可以避免正處于運(yùn)行狀態(tài)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，由于受到遠(yuǎn)程命令的干擾而導(dǎo)致發(fā)電效率降低。

圖6根據(jù)一種實施例，示出了一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制的系統(tǒng)600的框圖。該框圖僅是示例，其不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求書的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在該示圖的基礎(chǔ)上將可進(jìn)行適應(yīng)性地變化、替代和修 改。

如圖6所示，系統(tǒng)600包括接收模塊610、預(yù)測模塊620、以及控制模塊630。

接收模塊610，用于接收指示風(fēng)電場中的多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所處的風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)據(jù)。所接收的數(shù)據(jù)，可以存儲于本地的數(shù)據(jù)庫，或者存儲于獨(dú)立的數(shù)據(jù)中心?？刂浦行目梢酝ㄟ^有線或無線的方式訪問這些數(shù)據(jù)。

預(yù)測模塊620，用于基于所接收的數(shù)據(jù)，預(yù)測該風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角。在以上所述的第一種情形下，從多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組接收的數(shù)據(jù)所指示的風(fēng)速和風(fēng)向大部分還維持不變，僅少部分開始改變?；谶@部分開始改變的數(shù)據(jù)確定風(fēng)速和風(fēng)向，并由其確定為風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角。

控制模塊630，用于基于該風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角，控制該風(fēng)電場中的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航。控制模塊630將風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角發(fā)送給每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，或者將該風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角和每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏北風(fēng)向角之間的差值發(fā)送給對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根據(jù)這些信息控制自身的對風(fēng)偏航。

圖7根據(jù)一種實施例，示出了一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制的系統(tǒng)700的框圖。該框圖僅是示例，其不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求書的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在該示圖的基礎(chǔ)上將可進(jìn)行適應(yīng)性地變化、替代和修改。

如圖7所示，系統(tǒng)700包括接收模塊710、預(yù)測模塊720、偏航修正模塊730以及控制模塊740。這里，接收模塊710和預(yù)測模塊720的功能與系統(tǒng)600的接收模塊610和預(yù)測模塊620相同。

偏航修正模塊730，用于針對該風(fēng)電場中的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，對該風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角進(jìn)行修正，得到每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的修正偏北風(fēng)向角。在一些實施例中，這一修正過程是根據(jù)該風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角所處的范圍來執(zhí)行。

控制模塊740，用于基于該修正偏北風(fēng)向角控制相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏航。控制模塊740將該修正偏北風(fēng)向角發(fā)送給對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，或者將該修正偏北風(fēng)向角和對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏北風(fēng)向角之間的差值 發(fā)送給該對應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組。風(fēng)力發(fā)電機(jī)組根據(jù)這些信息控制自身的對風(fēng)偏航。

其中，所述偏航模塊具體可以通過以下方法對所述風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角進(jìn)行修正：

將0到360度劃分為若干角度區(qū)間P₁、P₂、P₃、...P_n；

確定所述風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角所處的角度區(qū)間P_t；

獲取同一時間段內(nèi)風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)，所述同一時間段內(nèi)同一時刻的風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k的偏北風(fēng)向角作為一組數(shù)據(jù)；

對角度區(qū)間P_i內(nèi)的所述風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，并確定與采樣得到的所述風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)處于同組的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)，這里，i＝1，2，...t，...，n；

對所述風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)求均值或進(jìn)行擬合計算，得到θ_wf[P_i]；

對所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)求均值或進(jìn)行擬合計算，得到θ_k[P_i]；

將θ_wf[P_i]與θ_k[P_i]求差值，得到所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k在所述角度區(qū)間P_i內(nèi)的修正角度θ_ref[P_i]；以及

利用修正角度θ_ref[P_t]，對所述風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角進(jìn)行修正。

以上所述的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制的方法還可以通過設(shè)備來實現(xiàn)。在該設(shè)備內(nèi)，一組指令或一系列指令可以被執(zhí)行以使該設(shè)備根據(jù)示例實施例，執(zhí)行本文所討論的任意一種方法。在替代的實施例中，該設(shè)備作為獨(dú)立設(shè)備操作或者可以連接至(例如，被聯(lián)網(wǎng))至其它設(shè)備。在聯(lián)網(wǎng)部署中，該設(shè)備可以在服務(wù)器-客戶端網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的服務(wù)器或客戶端設(shè)備的能力中允許，或者它可以作為點對點(或分布式)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中的對等設(shè)備運(yùn)行。該設(shè)備可以為移動通信設(shè)備、計算機(jī)、個人計算機(jī)、平板PC、混合平板、個人數(shù)字助理、或任何能夠執(zhí)行指令的設(shè)備(順序執(zhí)行或以其它方式)，該指令指定將被該設(shè)備采用的行動。此外，當(dāng)僅單個設(shè)備被表述時，術(shù)語“設(shè)備”還應(yīng)當(dāng)被認(rèn)為包括單獨(dú)或聯(lián)合執(zhí)行一組(或多組)指令 以施行本文所討論的一個或多個方法的設(shè)備的任意集合。

以上已具體描述了實現(xiàn)本發(fā)明的方法和技術(shù)，注意到本公開的特定實施例可輕易地包括片上系統(tǒng)(SOC)中央處理單元(CPU)封裝。在各個其他實施例中，數(shù)字信號處理功能可被實現(xiàn)于專用集成電路(ASIC)、現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)和其他半導(dǎo)體芯片中的一個或多個硅核中。另外，在各種實施例中，這里所述的處理器、存儲器、網(wǎng)卡、總線、存儲設(shè)備、相關(guān)外設(shè)、和其他設(shè)備元件可通過由軟件或固件配置以仿真或虛擬化這些硬件元件的功能的處理器、存儲器和其他相關(guān)設(shè)備來實現(xiàn)。

在示例性實現(xiàn)中，這里所列出的處理活動的至少一些部分還可以用軟件來實現(xiàn)。在一些實施例中，這些特征中的一個或多個特征可通過設(shè)置在計算設(shè)備的元件之外或者以任何適當(dāng)方式固化以實現(xiàn)預(yù)期功能的硬件來實現(xiàn)。各個組件可以包括能夠協(xié)調(diào)從而實現(xiàn)這里所列出的操作的軟件(或往復(fù)式軟件)。

任何適當(dāng)配置的處理器組件能夠執(zhí)行與數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的任何類型的指令以實現(xiàn)這里詳述的方法步驟。在另一示例中，這里所列出的一些活動可由固定邏輯或可編程邏輯來實現(xiàn)，并且這里所標(biāo)識的元件可以是某種類型的可編程處理器、可編程數(shù)字邏輯、ASIC、或其中任何合適的組合。在操作中，處理器可以適當(dāng)?shù)鼗蛘呋谔囟ㄐ枰獙⑿畔⒋鎯υ谌魏芜m合類型的非暫態(tài)存儲介質(zhì)、軟件、硬件或任何其他適合的組件、設(shè)備、元件或?qū)ο笾?。這里所論述的任何存儲器品項應(yīng)當(dāng)解釋為被包含在廣義術(shù)語“存儲器”內(nèi)。類似地，這里所描述的任何可能的轉(zhuǎn)換器元件、模塊和機(jī)器應(yīng)當(dāng)解釋為包含在廣義術(shù)語“微處理器”或“處理器”內(nèi)。

實現(xiàn)這里所描述的全部或部分功能的計算機(jī)程序邏輯以各種形式來具體實施，包括但絕不限于：源代碼形式、計算機(jī)可執(zhí)行形式以及各種中間形式，例如，通過匯編器、編譯器、鏈接器或定位器生成的形式。在示例中，源代碼包括以用于各種操作系統(tǒng)或操作環(huán)境的各種編程語言實現(xiàn)的一系列計算機(jī)程序指令，各種編程語言諸如為對象代碼、匯編語言、或諸如OpenCL，F(xiàn)ortran，C，C++，JAVA，或HTML的高級語言。

圖8根據(jù)一種示例性實施例，示出了一種用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制 的設(shè)備800的框圖。該框圖僅是示例，其不應(yīng)不適當(dāng)?shù)叵拗茩?quán)利要求書的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員在該示圖的基礎(chǔ)上將可進(jìn)行適應(yīng)性地變化、替代和修改。此外，設(shè)備800并不必然包括圖8中所示出的所有組件。

如圖8所示，設(shè)備800可以包括輸入設(shè)備801、輸入端口802、處理器803、存儲器804、輸出端口805、輸出設(shè)備806以及總線810的一個或多個。其中，輸入端口802、處理器803、存儲器804、輸出端口805通過總線810相連并相互之間傳遞數(shù)據(jù)；輸入端口802與輸入設(shè)備801相連，并從輸入設(shè)備801獲取數(shù)據(jù)；輸出端口805與輸出設(shè)備806相連，并向輸出設(shè)備806輸出數(shù)據(jù)。

在所述用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制的設(shè)備800中，設(shè)備800例如可以包括以上所述的處理器803以及存儲器804，該存儲器804可以是ROM、隨機(jī)存取存儲器(RAM)、CD-ROM、磁帶、軟盤或光數(shù)據(jù)存儲設(shè)備等。

根據(jù)該示例性實施例，本申請?zhí)峁┝艘环N風(fēng)力發(fā)電機(jī)組偏航控制設(shè)備，包括：

處理器；以及

存儲器，其中存儲程序；并且

當(dāng)所述處理器執(zhí)行所述程序時，執(zhí)行以下方法：

接收指示風(fēng)電場中的多臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組處的風(fēng)速和風(fēng)向的數(shù)據(jù)；

基于所接收的數(shù)據(jù)，預(yù)測所述風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角；并且

基于所述風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角，控制所述風(fēng)電場中的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行偏航。

進(jìn)一步地，該處理器803還可以執(zhí)行以下方法：

針對所述風(fēng)電場中的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組，對所述風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角進(jìn)行修正，得到每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的修正偏北風(fēng)向角；以及

基于所述修正偏北風(fēng)向角控制相應(yīng)的風(fēng)力發(fā)電機(jī)組進(jìn)行偏航。

其中，該處理器803具體可以通過以下方法對所述風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角進(jìn)行修正：

將0到360度劃分為若干角度區(qū)間P₁、P₂、P₃、...P_n；

確定所述風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角所處的角度區(qū)間P_t；

獲取同一時間段內(nèi)風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)，所述同一時間段內(nèi)同一時刻的風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角以及風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k的偏北風(fēng)向角作為一組數(shù)據(jù)；

對角度區(qū)間P_i內(nèi)的所述風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，并確定與采樣得到的所述風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)處于同組的每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)，這里，i＝1，2，...t，...，n；

對所述風(fēng)電場的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)求均值或進(jìn)行擬合計算，得到θ_wf[P_i]；

對所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k的偏北風(fēng)向角的歷史數(shù)據(jù)求均值或進(jìn)行擬合計算，得到θ_k[P_i]；

將θ_wf[P_i]與θ_k[P_i]求差值，得到所述風(fēng)力發(fā)電機(jī)組k在所述角度區(qū)間P_i內(nèi)的修正角度θ_ref[P_i]；以及

利用修正角度θ_ref[P_t]，對所述風(fēng)電場的新偏北風(fēng)向角進(jìn)行修正。

本申請中，通過將風(fēng)電場分為不同區(qū)域，推導(dǎo)整個風(fēng)電場的風(fēng)況變化趨勢，并根據(jù)該風(fēng)況變化趨勢，針對每臺風(fēng)力發(fā)電機(jī)組分別計算對風(fēng)偏航角度和偏航方向，可以實現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組提前對風(fēng)偏航的功能，從而提高風(fēng)力發(fā)電機(jī)組對風(fēng)偏航的效率?；谝陨纤悸芬约胺绞?，通過替代和/或等價的實施方式以實現(xiàn)本申請的目的，均應(yīng)認(rèn)為屬于本發(fā)明的范圍之內(nèi)。