基于聚类算法和风向预测的风机偏航控制优化策略.pdfVIP

基于聚类算法和风向预测的风机偏航控制优化策略 ，。‘—P。+“+。+”+。、 ÷发电技术÷ k-+一+一+一+．+．．』 基于聚类算法和风向预测的风机偏航控制优化策略 FanYawControl Basedon andWindDirectionPrediction OptimizationStrategy ClusteringAlgorithm 许炳坤 大唐西北电力试验研究所 陕西 西安 710000 【摘要】为提高偏航对风精度，减少由于风向波动引起偏航系统频繁操作，提出了一种基 于风向样本相似度和支持向量机预测模型的风机偏航系统控制策略。针对1MW异步双 馈风力发电机组，首先对凤场数据进行统计分析得到风向波动周期特性并据此建立风向 样本，根据相似度原理和支持向量机算法对风向样本进行聚类分析并建立风向预测模 型，根据预测结果对偏航系统进行控制。仿真结果表明，该预测模型能够预测风向变化基 本趋势，该策略可大幅度提高对风精度。 【关键词】偏航系统 相似度 数据统计 预测模型 【中图分类号】TK89 【文献标识码】A 0 引言 1 风向数据统计分析与预处理 风电机组偏航控制系统的功能是当风场风向 1．1 风向数据统计分析 变化时。及时平稳对准风向，从而保证风轮最大程 风是由空气流动引起的自然现象．风向和风速 度利用风能．分为被动偏航和主动偏航。中小型风 是持续变化的。在小时间尺度范围内，大气的不可 力发电系统利用尾舵或舵轮被动偏航：大型并网型 压缩流动性和惯性导致了风速和风向的周期性变 风力发电系统利用风向传感器和偏航电机主动偏 化．风向会在一定范围内来回摆动[2]。取该风场连 航…。由于风向变化具有快速性和随机性，偏航系 续三天风速风向数据进行统计，每5min为一采样 统难以及时跟踪风向且调节机构操作频繁，既增加 周期，统计结果如图1所示。 了偏航系统与风机轮毂的机械磨损，又降低了风轮 利用风能的能力[2]。 针对风电机组偏航控制系统，文献[1]通过研 蔫寂黜、 究发电机功率与偏航误差角之间关系提出了基于 撇、．、：j 功率监测的HCC算法。文献[2]在卡尔曼滤波算法 妒： j l·24．：26 基础上提出偏航预测控制系统。文献[3]在爬山算 弋…_…一’鼍·一2：…2-24 +口18·20 法基础上加入了风向标控制算法，分别满足风机大 ；一’ -厂]16．18 一L一 口14-16 角度调节和小角度对风的要求。 口12·14 j…， 圜10·12 8-lO