一种风电机组对风装置及其对风方法与流程

1.本发明涉及一种对风装置，具体是一种风电机组对风装置及其对风方法。


背景技术：

2.风力发电机组主要由风轮系统、传动系统、偏航系统、液压系统刹车制动系统、发电机、控制与安全系统等组成，风轮系统包括叶片、轮毂、变桨控制系统等组成。当外界环境风向变化时，机舱顶部的风向标会把风向的变化情况传递给主控柜，主控柜经过分析，向偏航电机发出动作指令，偏航电机的扭矩经偏航驱动传递给偏航轴承，通过偏航轴承内外圈的相对转动最终实现机舱和叶轮的转动，达到自动对风的作用。
3.目前风电机组的对风风向仪在安装时均为依照人为估计方向安装的，这样安装出现安装精度不高，使得对风风向仪的基准数据不准确，造成了风力发电机组对风的基准不准确。当风向与风电机组叶片旋转平面垂直时，风能利用最大，由于风力发电机组对风的基准不准确，将造成风向与风电机组叶片旋转平面成一倾斜夹角，造成风能极大浪费。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种风电机组对风装置及其对风方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种风电机组对风装置，包括风向仪、控制器、风电机组的偏航系统和风电机组的功率测量装置；
7.所述风向仪的信号输出端与控制器连接，风向仪设置在测风杆上；
8.所述偏航系统的信号输入端与控制器连接；
9.所述功率测量装置的信号输出端与控制器连接，功率测量装置安装在风电机组与电网的连接处。
10.本发明进一步的改进在于，所述风向仪为超声波风速风向仪。
11.本发明进一步的改进在于，风向仪设置在测风杆的顶部且与风电机组的轮毂中心高度相同。
12.本发明进一步的改进在于，所述功率测量装置为功率变送器。
13.一种风电机组对风方法，包括如下步骤：
14.s1、安装测风杆，使测风杆与风电机组的距离为风电机组风轮直径的2-4倍；
15.s2、将风向仪安装在测风杆的顶部；
16.s3、将功率测量装置安装在风电机组与电网的连接处；
17.s4、风向仪测量风向，并将风向信号传输至控制器；
18.s5、控制器根据风向信号对偏航系统进行控制，开始偏航，使风电机组的方向朝风向靠近；
19.s5、在偏航过程中，功率测量装置实时测量风电机组输向电网的净用功功率值；
20.s6、当测量出风电机组输出的最大净用功功率值时，停止偏航，使风电机组保持在能够输出最大净用功功率值的位置，对风完成。
21.本发明进一步的改进在于，测风杆与风电机组的距离为风电机组风轮直径的2.5倍。
22.本发明进一步的改进在于，使风向仪与风电机组的轮毂中心高度相同。
23.本发明进一步的改进在于，所述风向仪为超声波风速风向仪，所述功率测量装置为功率变送器。
24.与现有技术相比，本发明至少具有如下有益的技术效果：
25.本发明结构简单，设计合理，可快速的安装风向仪，不需要保持较高的安装精度，只需依照人为估计方向进行安装，获得大致的风向，然后对风电机组进行偏航操作，使风电机组的方向能够与风向大体一致；在偏航过程中，通过功率测量装置获得风电机组输出的最大净用功功率值，从而确定风电机组的最终方向，完成对风。本发明先根据风向仪测量的风向来确定风电机组的大概方向，再根据功率测量装置测量的风电机组输出的最大净用功功率值来对风电机组的方向进行微调，确定风电机组的最终方向，大大提高了风能利用率，避免风能浪费，且操作简单，适合推广使用。
附图说明
26.图1为本发明一种风电机组对风装置的结构示意图。
27.附图标记说明：
28.1、风向仪；
29.2、控制器；
30.3、偏航系统；
31.4、功率测量装置。
具体实施方式
32.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
33.请参阅图1，本发明提供的一种风电机组对风装置，包括风向仪1、控制器2、风电机组的偏航系统3和风电机组的功率测量装置4；所述风向仪1的信号输出端与控制器2连接，风向仪1设置在测风杆的顶部且与风电机组的轮毂中心高度相同；所述偏航系统3的信号输入端与控制器2连接；所述功率测量装置4的信号输出端与控制器2连接，功率测量装置4安装在风电机组与电网的连接处。其中，所述风向仪1为超声波风速风向仪，超声波风速风向仪是风力发电机组在风场测量风速、风向的高精度测量仪器，用于测量风速以及风向与叶轮中轴线的偏差角度，控制器根据风速、风向偏差信号通过偏航系统调整使风机叶轮旋转轴线与风向一致并且根据风速变化调整叶片开桨角度，以使风能利用效率最大化同时降低风速变化时对风机载荷影响，达到更好的功率输出，提高机组效益。所述功率测量装置4为
功率变送器。
34.一种风电机组对风方法，包括如下步骤：
35.s1、安装测风杆，使测风杆与风电机组的距离为风电机组风轮直径的2-4倍；测风杆尽量不要太靠近风电机组，距离采用风轮直径的2.5倍最好。
36.s2、将风向仪1安装在测风杆的顶部，并使风向仪1与风电机组的轮毂中心高度相同；此处所测的气流能够代表自由吹向并驱动风电机组的风向。
37.s3、将功率测量装置4安装在风电机组与电网的连接处；确保所测量的功率为风电机组输向电网的净有功功率值。
38.s4、风向仪1测量风向，并将风向信号传输至控制器2；
39.s5、控制器2根据风向信号对偏航系统3进行控制，开始偏航，使风电机组的方向朝风向靠近；
40.s5、在偏航过程中，功率测量装置4实时测量风电机组输向电网的净用功功率值；
41.s6、当测量出风电机组输出的最大净用功功率值时，停止偏航，使风电机组保持在能够输出最大净用功功率值的位置，对风完成。
42.本发明的工作原理是：本发明结构简单，设计合理，可快速的安装风向仪，不需要保持较高的安装精度，只需依照人为估计方向进行安装，获得大致的风向，然后对风电机组进行偏航操作，使风电机组的方向能够与风向大体一致；在偏航过程中，通过功率测量装置获得风电机组输出的最大净用功功率值，从而确定风电机组的最终方向，完成对风。本发明先根据风向仪测量的风向来确定风电机组的大概方向，再根据功率测量装置测量的风电机组输出的最大净用功功率值来对风电机组的方向进行微调，确定风电机组的最终方向，大大提高了风能利用率，避免风能浪费，且操作简单，适合推广使用。
43.上面对本发明的较佳实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域的普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。