测风系统、测风方法、偏航控制方法和主控系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106593764A(43)申请公布日2017.04.26(21)申请号201611178792.7(22)申请日2016.12.19(71)申请人北京金风科创风电设备有限公司地址100176北京市大兴区经济技术开发区博兴一路8号(72)发明人韩世辉(74)专利代理机构北京集佳知识产权代理有限公司11227代理人王宝筠(51)Int.Cl.F03D7/00(2006.01)G01P5/24(2006.01)G01P13/02(2006.01)权利要求书3页说明书10页附图3页(54)发明名称测风系统、测风方法、偏航控制方法和主控系统(57)摘要本申请公开了测风系统、测风方法、偏航控制方法和主控系统，该测风系统包括：超声波测风传感器、位置传感器和数据处理器，其中：所述超声波测风传感器安装在叶轮的导流罩上；所述位置传感器安装在任一与叶轮同步旋转的位置上；所述数据处理器分别与所述超声波测风传感器和所述位置传感器相连，用于获取所述超声波测风传感器和所述位置传感器测量得到的数据，并根据获取到的数据确定所述超声波测风传感器实时位置上的风向和风速大小，测风结果能够更真实地反映风力发电机组周围的风向和风速大小。CN106593764ACN106593764A权利要求书1/3页1.一种测风系统，其特征在于，包括超声波测风传感器、位置传感器和数据处理器，其中：所述超声波测风传感器安装在叶轮的导流罩上；所述位置传感器安装在任一与叶轮同步旋转的位置上；所述数据处理器分别与所述超声波测风传感器和所述位置传感器相连，用于获取所述超声波测风传感器和所述位置传感器测量得到的数据，并根据获取到的数据确定所述超声波测风传感器实时位置上的风向和风速大小。2.根据权利要求1所述的测风系统，其特征在于，所述超声波测风传感器用于测量得到Vm和Vn的大小；其中，Vm和Vn是V0在所述超声波测风传感器所建立的二维坐标系的两坐标轴上的分量，V0是所述超声波测风传感器的实时位置上的风速与自身实时线速度的矢量和。3.根据权利要求2所述的测风系统，其特征在于，所述数据处理器具体用于获取所述位置传感器的实时位置、所述Vm和Vn的大小；根据所述位置传感器的实时位置与所述超声波测风传感器的实时位置之间的对应关系，确定所述超声波测风传感器的实时位置；根据所述超声波测风传感器实时位置的变化，计算得到所述超声波测风传感器的实时线速度；根据所述Vm和Vn的大小、所述超声波测风传感器的实时位置以及实时线速度，确定所述超声波测风传感器实时位置上的风向和风速大小。4.根据权利要求3所述的测风系统，其特征在于，所述数据处理器具体用于将所述Vm和Vn的大小、所述超声波测风传感器的实时位置以及实时线速度代入以所述超声波测风传感器实时位置上的风向和风速大小作为自变量的二元一次方程组，求解得到所述超声波测风传感器实时位置上的风向和风速大小。5.根据权利要求4所述的测风系统，其特征在于，所述超声波测风传感器包括两对超声波探头；从每一对超声波探头中的发射点到接收点所引的线段共同构成直角三角形的两直角边；其中一条线段平行于叶轮旋转轴线，两条线段所在直线相交构成所述二维坐标系。6.根据权利要求5所述的测风系统，其特征在于，定义所述二维坐标系的两坐标轴分别为m、n轴，n轴平行于叶轮旋转轴线，则所述二元一次方程组为式中，V1为所述超声波测风传感器实时位置上的风速大小；θ是所述超声波测风传感器实时位置上的风向偏离所述n轴的实时方向的角度；α为所述n轴的实时方向偏离所述n轴的初始方向的角度，用以判断所述超声波测风传感器的实时位置；ω×r为所述超声波测风传感器的实时线速度。7.根据权利要求4所述的测风系统，其特征在于，所述超声波测风传感器包括两对超声波探头；从每一对超声波探头中的发射点到接收点所引的线段共同构成等边三角形的两边；其中一条线段的中垂线平行于叶轮旋转轴线，且本条线段所在直线与所述中垂线相交构成所述二维坐标系。8.根据权利要求7所述的测风系统，其特征在于，定义所述二维坐标系的两坐标轴分别为m、n轴，n轴平行于叶轮旋转轴线，则所述二元一次方程组为2CN106593764A权利要求书2/3页式中，V1为所述超声波测风传感器实时位置上的风速大小；θ是所述超声波测风传感器实时位置上的风向偏离所述n轴的实时方向的角度；α为所述n轴的实时方向偏离所述n轴的初始方向的角度，用以判断所述超声波测风传感器的实时位置；ω×r为所述超声波测风传感器的实时线速度。9.根据权利要求4所述的测风系统，其特征在于，所述超声波测风传感器包括两对超声波探头；从每一对超声波探头中的发射点到接收点所引的线段所在的直线垂直相交构成所述二维坐标系；其中一条线段平行于叶轮旋转轴线。10