风力发电机的制作方法

1.本技术涉及风力发电机，尤其涉及一种可实现基于短期功率预测下进行变桨或偏航控制的风力发电机。


背景技术：

2.风电机组实际运行环境千差万别，温度、地形、海拔存在差异；风电机组实际运行工况也存在差异，包括风速、空气密度、湍流强度、风向等；而同一风电场的机组每台机组间由于设计、制造、安装等误差也存在个体性能差异。
3.目前，在运风场中同一机型基本采用相同的控制策略。随着风电技术的不断进步和趋于成熟，如果能够根据环境差异、运行工况差异和机组个体性能差异来调整风电机组的控制策略，就可以充分挖掘每台机组的发电潜力，会带来显著的经济和环境效益。
4.因此，如何提供一种适用于单风机的基于短期功率预测下的风机控制，如变桨控制、偏航控制，或控制风机是否并入电网，是本发明有待解决的技术问题。


技术实现要素：

5.鉴于现有技术的以上问题，本技术提供一种风力发电机，以实现基于短期功率预测下的变桨控制或偏航、或并入电网的控制。
6.为达到上述目的，本技术提供了一种风力发电机，包括：
7.机舱罩；
8.位于机舱罩前端的风机叶片，其中风机叶片安装在变桨机构上；
9.位于机舱罩下方支撑机舱罩的塔筒，其中机舱罩安装在偏航机构上；
10.位于机舱罩后端的第一风速风向仪；
11.环绕塔筒设置的至少三个第二风速风向仪，且第二风速风向仪的位置位于风机叶片扫风区域下方；
12.其中，在机舱罩内设置有边缘计算装置、主控制器、变桨控制器和偏航控制器；
13.所述边缘计算装置与所述第一风速风向仪和各第二风速风向仪电连接，接收各风速风向仪采集的风速风向信号，并根据功率预测输出控制信号；
14.主控制器与边缘计算装置电连接，用于接收控制信号，控制与其电连接的变桨机构变桨，或控制与其电连接的偏航机构转动。
15.其中，所述边缘计算装置为工控机。所述边缘计算装置还与远端的管理中心的服务器通讯连接。
16.其中，第二风速风向仪为四个。
17.由上，本技术适用于基于单风机的短期功率预测下的风机的控制，可实现基于短期功率预测下的变桨控制或偏航控制。具体来说，本技术可以根据风机塔筒上的第二风速风向仪获取风机周围风速风向情况，并根据平均值获得所确定出的风机周围风速风向。采用环绕塔筒的四个第二风速风向仪，可以从各个方向采集风速风向，降低风机叶片转动的
影响，且位置低于风机叶片下方，可进一步降低风机叶片转动的影响。而进一步根据机舱罩后端的第一风速风向仪采集经风机风速尾流影响的风速、风向，去修正周围风速风向，可以得到与该风机周围相关的风速风向，从而使功率预测与该风机更为相关。可见，本发明尤其适用于基于单风机的短期功率预测下的风机的控制，可实现基于短期功率预测下的变桨控制或偏航控制或并入电网的控制。
18.本技术的这些和其它方面在以下(多个)实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
19.以下参照附图来进一步说明本技术的各个特征和各个特征之间的联系。附图均为示例性的，一些特征并不以实际比例示出，并且一些附图中可能省略了本技术所涉及领域的惯常的且对于本技术非必要的特征，或是额外示出了对于本技术非必要的特征，附图所示的各个特征的组合并不用以限制本技术。另外，在本说明书全文中，相同的附图标记所指代的内容也是相同的。具体的附图说明如下：
20.图1为本技术风力发电机结构示意图；
21.图2为本技术风力发电机电路原理的示意图。
具体实施方式
22.说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块a、模块b、模块c等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本技术实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
23.在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如s110、s120
……
等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。
24.说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的所述特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群。因此，表述“包括装置a和b的设备”不应局限为仅由部件a和b组成的设备。
25.本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本技术的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。
26.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本说明书中所说明的含义或者根据本说明书中记载的内容得出的含义为准。另外，本文中所使用的术语只是为了描述本技术实施例的目的，不是旨在限制本技术。
27.为了准确地对本技术中的技术内容进行叙述，以及为了准确地理解本技术，在对具体实施方式进行说明之前先对本说明书中所使用的术语给出如下的解释说明或定义：
28.1)变桨机构：变桨机构控制风机叶片相对于旋转平面的位置角度，变桨控制使风
机在低风速时即可获得电能，在风速大于额定风速时截获到固定大小的风能。
29.2)偏航机构：又称对风装置，是风力发电机机舱的一部分，其作用在于当风速矢量的方向变化时，能够快速平稳地对准风向，以便叶片获得最大的风能。
30.基于背景技术中提到的技术问题，本技术提供了一种风力发电机，适用于单风机在短期功率预测下的风机控制。下面结合附图对本发明实施例进行详细说明。
31.如图1和图2示出了本技术的风力发电机，包括：
32.机舱罩10；
33.位于机舱罩10前端的三片风机叶片11，其中风机叶片11安装在变桨机构上；变桨机构用于驱动风机叶片11节距角；
34.位于机舱罩10下方支撑机舱罩10的塔筒12，其中机舱罩10安装在偏航机构上；偏航机构用于改变机舱罩10的朝向；
35.位于机舱罩10后端的第一风速风向仪21，环绕塔筒12设置的四个第二风速风向仪22，且第二风速风向仪22的位置低于风机叶片11扫风区域下方；
36.其中，在机舱罩10内设置有边缘计算装置30、主控制器40、变桨控制器50、偏航控制器60；
37.边缘计算装置30与第一风速风向仪21和四个第二风速风向仪22电连接，接收各采集的风速风向信号，根据不同位置的风速风向信号进行功率预测，其中简单的可以是基于采用各风速风向的平均值进行功率预测，输出控制信号；主控制器40用于接收控制信号，控制变桨控制器50来控制变桨机构变桨，以及主控器40还用于接收控制信号，控制偏航控制器60来控制偏航机构转动。
38.其中，边缘计算装置30可以是工控机实现，另边缘计算装置30还可以进一步与远端的管理中心的服务器进行通讯连接，以将相关信息上传服务器，或接收服务器的控制信号。
39.下面对本技术风力发电机的工作原理进行详细说明
40.由上，可以根据风机上的四个第二风速风向仪获取风机周围风速风向情况，并根据平均值获得所确定出的风机周围风速风向。采用环绕塔筒的四个第二风速风向仪，可以从各个方向采集风速风向，降低风机叶片转动的影响，且位置低于风机叶片下方，可进一步降低风机叶片转动的影响。而进一步根据机舱罩后端的第一风速风向仪采集经风机风速尾流影响的风速、风向，去修正周围风速风向，可以得到与该风机周围相关的风速风向，从而使功率预测与该风机更为相关。可见，本发明尤其适用于基于单风机的短期功率预测下的风机的控制，可实现基于短期功率预测下的变桨控制或偏航控制或并入电网的控制。
41.所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
42.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
43.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
44.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
45.注意，上述仅为本技术的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本技术不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本技术的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本技术进行了较为详细的说明，但是本技术不仅仅限于以上实施例，在不脱离本技术的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本技术的保护范畴。