【技術實現步驟摘要】
本文件涉及風力發電，尤其涉及一種用于主動偏航控制的偏航角快速優化方法及系統。
技術介紹
1、在風電場中，上游風機的尾流可導致下游風機的氣動性能下降和疲勞載荷上升，主動偏航控制(active?yaw?control)是目前風電場運行階段經常采用的增功方式，其優點是無需對結構進行調整，適用場合非常廣泛。主動偏航中的關鍵問題之一是力機偏航角的優化算法。目前，常用的主動偏航控制方法多基于梯度優化算法(如遺傳算法、灰狼算法等)，這些算法通過迭代計算來確定每臺風機的最佳偏航角。然而，當風電場中風機數量較多時，優化過程所需的時間顯著增加，難以滿足在多風向、多風速以及多自由度條件下對偏航角實時調控的需求。
技術實現思路
1、本說明書一個或多個實施例提供了一種用于主動偏航控制的偏航角快速優化方法，包括：
2、粗略計算：將所有風機偏航角構成的初始偏航矩陣設置為零矩陣，對每臺風機遍歷預設的風機偏航角度候選集合計算對應功率，選擇每臺風機的最大功率對應的第一風機偏航角構成所有風機的第一偏航矩陣；
3、精確計算：對每臺風機，在所述第一風機偏航角基礎上添加不同的偏移量后計算對應功率，其中偏移量取值于預設偏移量角度候選集合，選擇每臺風機最大功率對應的第二風機偏航角構成所有風機的第二偏航矩陣；
4、擾動修正：對每臺風機，在第二風機偏航角的基礎上添加不同的修正擾動值，計算風場功率，選擇每臺風機最大功率對應的第三風機偏航角構成所有風機的第三偏航矩陣。
5、進一步地，所述預
6、進一步地，所述預設偏移量角度候選集合中，偏移量角度取值分別為-5°、-3°、-1°、1°、3°和5°。
7、進一步地，所述修正擾動值設置為三個0到1之間的隨機數。
8、進一步地，風機單機功率計算方法具體為：
9、將風機按照風向進行排序，根據風向和風機的偏航角在風輪平面上添加計算網格點，計算每臺風機對應的進場湍流度和風速，得到風輪平面不同網格點處的風速；
10、基于風輪平面不同網格點處的風速計算風機單機功率，如下所示：
11、
12、其中，pi為第i臺風機功率；ρ為空氣密度；aj為風輪網格點代表面積；uj為第j個網格點處來流風速；γi為偏航角；α：常數，表示偏航時功率同偏航角余弦的指數關系，一般取值為2-3。
13、進一步地，風輪平面不同網格點處的風速具體計算方法為：
14、設置第一臺風機的湍流度和風速為初始的進場湍流度和風速。接著，依次遍歷第2臺到第n臺風機，在每次遍歷中，分別計算上游前i-1臺風機在第i臺風機處的附加湍流度和風速，并將其疊加。上游風機對下游風機的風速和湍流度的影響可采用不同的尾流模型如ishihara尾流模型，不同風機尾流疊加可采用下述模型：
15、
16、其中，ui和iai表示風機i處的風速和湍流度；u0和表示入流風速和湍流度；uj表示風機j處的風速；uij和δiaij表示風機j在下游風機i處的風速和附加湍流強度；m為常數，代表不同尾流疊加模型。
17、進一步地，基于風機單機功率計算得到風場總功率，具體為：
18、
19、其中，pt為風場總功率。
20、本說明書一個或多個實施例提供了一種用于主動偏航控制的偏航角快速優化系統，包括：
21、第一計算模塊：用于將所有風機偏航角構成的初始偏航矩陣設置為零矩陣，對每臺風機遍歷預設的風機偏航角度候選集合計算對應功率，選擇風場最大功率對應的第一風機偏航角構成所有風機的第一偏航矩陣；
22、第二計算模塊：用于對每臺風機，在所述第一風機偏航角基礎上添加不同的偏移量后計算對應功率，其中偏移量取值于預設偏移量角度候選集合，選擇風場最大功率對應的第二風機偏航角構成所有風機的第二偏航矩陣；
23、第三計算模塊：用于對每臺風機，在第二風機偏航角的基礎上添加不同的修正擾動值，計算風場功率，選擇風場最大功率對應的第三風機偏航角構成所有風機的第三偏航矩陣。
24、本說明書一個或多個實施例提供了一種電子設備，包括：
25、處理器；以及，
26、被安排成存儲計算機可執行指令的存儲器，所述計算機可執行指令在被執行時使所述處理器實現上述用于主動偏航控制的偏航角快速優化方法的步驟。
27、本說明書一個或多個實施例提供了一種存儲介質，用于存儲計算機可執行指令，所述計算機可執行指令在被執行時實現上述用于主動偏航控制的偏航角快速優化方法的步驟。
28、采用本專利技術實施例，能夠在保持與現有優化算法相同計算結果的情況下，將運行時間減少一個數量級，從而顯著提高計算效率。
29、上述說明僅是本專利技術技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本專利技術的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本專利技術的上述和其它目的、特征和優點能夠更明顯易懂，以下特舉本專利技術的具體實施方式。
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1.一種用于主動偏航控制的偏航角快速優化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設的風機偏航角度候選集合中，風機偏航角度分別設置為-25°、-15°、-5°、5°、15°和25°。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設偏移量角度候選集合中，偏移量角度取值分別為-5°、-3°、-1°、1°、3°和5°。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述修正擾動值設置為三個0到1之間的隨機數。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，風機單機功率計算方法具體為：
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，風輪平面不同網格點處的風速具體計算方法為：
7.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，基于風機單機功率計算得到風場總功率，具體為：
8.一種用于主動偏航控制的偏航角快速優化系統，其特征在于，包括：
9.一種電子設備，其特征在于，包括：
10.一種存儲介質，其特征在于，用于存儲計算機可執行指令，所述計算機可執行指令在被執行時實現如權
...【技術特征摘要】
1.一種用于主動偏航控制的偏航角快速優化方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設的風機偏航角度候選集合中，風機偏航角度分別設置為-25°、-15°、-5°、5°、15°和25°。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述預設偏移量角度候選集合中，偏移量角度取值分別為-5°、-3°、-1°、1°、3°和5°。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述修正擾動值設置為三個0到1之間的隨機數。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：詹鵬，周云山，王超，李麗莎，王浩宇，郭進學，魏陳凌文，常海東，叢建鷗，劉海俠，劉學武，邢偉，戴麗萍，
申請(專利權)人：中國華電科工集團有限公司，
類型：發明
國別省市：
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