本申請涉及風力發(fā)電，尤其涉及一種風機偏航方向定位方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前風電行業(yè)發(fā)展已由粗放式進入精細化布局發(fā)展的階段，風機點位設(shè)計時需要最大化利用空間資源，即在有限空間內(nèi)合理部署數(shù)量較多的風機以達到綜合產(chǎn)出最大化的目標。因此導致現(xiàn)實情況中前臺風機產(chǎn)生的亂流在一定來風方向上會對其流經(jīng)后方的風機產(chǎn)生影響，輕則導致后方風機發(fā)電量降低，重則影響后方風機運行安全。此影響尤其在山地風電場中影響較大，針對此情況風電場在運行管理中制定了風機扇區(qū)管理的規(guī)則以減少因輪流導致設(shè)備安全的問題。相關(guān)實施例中測量機艙方向的測量方法造價高、施工復雜且存在不確定的偏差，精準度較低。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本申請旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。

2、為此，本申請的第一個目的在于提出一種風機偏航方向定位方法，以解決現(xiàn)有測量機艙方向的測量方法造價高、施工復雜且存在不確定的偏差，精準度較低等問題。

3、本申請的第二個目的在于提出一種系統(tǒng)。

4、為達上述目的，本申請第一方面實施例提出了一種風機偏航方向定位方法，包括：

5、獲取太陽光線；

6、基于所述太陽光線獲取入射光束相對于基準方向的偏差角；

7、基于點位坐標和當前時間計算當前太陽方向角度；

8、基于所述偏差角及所述太陽方向角度獲取機艙地理朝向角度。

9、優(yōu)選地，所述基于所述偏差角及所述太陽方向角度獲取機艙地理朝向角度包括：

10、判斷所述偏差角和所述太陽方向角度大?。?/p>

11、若所述偏差角大于所述太陽方向角度，則機艙地理朝向角度為所述偏差角和所述太陽方向角度的差值；

12、若所述偏差角小于所述太陽方向角度，則機艙地理朝向角度為360減去所述偏差角和所述太陽方向角度的差值。

13、優(yōu)選地，所述基于所述太陽光線獲取入射光束相對于基準方向的偏差角包括：

14、將太陽光作為平行光源，當光線進入設(shè)備后，投射到內(nèi)壁另一光敏元件，兩個光敏元件連線與設(shè)備基準線所成夾角即為光線與設(shè)備基準線之間的偏差角，利用光線經(jīng)過的兩個光敏原件的序號差與總數(shù)量之比，獲取入射光束相對于基準方向的偏差角。

15、優(yōu)選地，所述基于點位坐標和當前時間計算當前太陽方向角度包括：

16、基于當前時間獲取太陽赤緯角；

17、利用所述太陽赤緯角、太陽時角及當?shù)鼐暥扔嬎闾柼祉斀牵?/p>

18、基于所述太陽天頂角獲取太陽方位角。

19、優(yōu)選地，所述太陽天頂角計算公式為：

20、

21、所述太陽方位角計算公式為：

22、

23、其中，為當?shù)鼐暥?，δ為太陽赤緯角，ω為太陽時角，α為太陽高度角。

24、本申請第二方面實施例提出了一種風機偏航方向定位系統(tǒng)，包括：

25、圓柱狀殼體，由遮光膜構(gòu)成，壁身有三個垂直方向進光狹縫，用于獲取太陽光線；

26、光敏元件，布置在所述圓柱狀殼體內(nèi)底部一周，用于捕捉所述太陽光線的投影；

27、定位裝置，布置在所述圓柱狀殼體內(nèi)底部，用于獲取系統(tǒng)安裝點的地理坐標信息和時間信息；

28、處理器，布置在所述圓柱狀殼體底部，通過傳輸裝置與所述光敏元件、所述定位裝置連接，基于所述太陽光線的投影與設(shè)備基準線的夾角計算機艙地理朝向角度；

29、存儲裝置，與所述處理器相連，用于將所述機艙地理朝向角度進行保存處理；

30、電源裝置，與所述處理器、所述存儲裝置、所述定位裝置及所述光敏元件相連，用于提供電源。

31、優(yōu)選地，所述圓柱狀殼體上每兩個相鄰狹縫間組成的圓心角均為120度，當太陽照射到測量設(shè)備后，光線只能從3個狹縫中的2個或者1個進入設(shè)備內(nèi)部，進入設(shè)備內(nèi)的光束在設(shè)備內(nèi)部底部投影為一條光線，其會被該直線首尾兩端的光敏傳感器捕捉。

32、優(yōu)選地，所述光敏元件有內(nèi)部編號，利用光線經(jīng)過的兩個光敏原件的序號差與總數(shù)量之比，獲取光線的與基線的夾角。

33、優(yōu)選地，所述光線只能從3個狹縫中的2個或者1個進入設(shè)備內(nèi)部包括：

34、當入射光通過兩個進光狹縫投射進入設(shè)備底部，照射到內(nèi)壁兩個進光狹縫的四個光敏元件，利用兩條入射光線中的一條獲取入射光方向；

35、當入射光會通過一個進光狹縫投射進入設(shè)備底部，照射到內(nèi)壁一個進光狹縫的兩個光敏元件，通過光敏元件編號計算得入射光線與測量基準線之間的夾角。

36、優(yōu)選地，所述設(shè)備基準線機艙中軸線平行。

37、本申請?zhí)峁┑囊环N風機偏航方向定位方法，通過太陽軌跡公式推算出該時刻的太陽光的真實地理方向角度，基于偏差角和地理方向角度獲得機艙的地理朝向角度，采用的測量手段為太陽光，其原理不涉及磁場電場等易受干擾的手段，可以避免因機艙本身的強電場和磁場環(huán)境的干擾，實現(xiàn)自動且精確的輸出測量設(shè)備基準線的朝向地理角度。

38、本申請附加的方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本申請的實踐了解到。

技術(shù)特征：

1.一種風機偏航方向定位方法，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風機偏航方向定位方法，其特征在于，所述基于所述偏差角及所述太陽方向角度獲取機艙地理朝向角度包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風機偏航方向定位方法，其特征在于，所述基于所述太陽光線獲取入射光束相對于基準方向的偏差角包括：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的風機偏航方向定位方法，其特征在于，所述基于點位坐標和當前時間計算當前太陽方向角度包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的風機偏航方向定位方法，其特征在于，所述太陽天頂角計算公式為：

6.一種風機偏航方向定位系統(tǒng)，其特征在于，包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風機偏航方向定位系統(tǒng)，其特征在于，所述圓柱狀殼體上每兩個相鄰狹縫間組成的圓心角均為120度，當太陽照射到測量設(shè)備后，光線只能從3個狹縫中的2個或者1個進入設(shè)備內(nèi)部，進入設(shè)備內(nèi)的光束在設(shè)備內(nèi)部底部投影為一條光線，其會被該直線首尾兩端的光敏傳感器捕捉。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的風機偏航方向定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光敏元件有內(nèi)部編號，利用光線經(jīng)過的兩個光敏原件的序號差與總數(shù)量之比，獲取光線的與基線的夾角。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的風機偏航方向定位系統(tǒng)，其特征在于，所述光線只能從3個狹縫中的2個或者1個進入設(shè)備內(nèi)部包括：

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的風機偏航方向定位系統(tǒng)，其特征在于，所述設(shè)備基準線與機艙中軸線平行。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及風力發(fā)電技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種風機偏航方向定位方法及系統(tǒng)，其中，方法包括：獲取太陽光線；基于所述太陽光線獲取入射光束相對于基準方向的偏差角；基于點位坐標和當前時間計算當前太陽方向角度；基于所述偏差角及所述太陽方向角度獲取機艙地理朝向角度。通過太陽軌跡公式推算出該時刻的太陽光的真實地理方向角度，基于偏差角和地理方向角度獲得機艙的地理朝向角度，采用的測量手段為太陽光，其原理不涉及磁場電場等易受干擾的手段，可以避免因機艙本身的強電場和磁場環(huán)境的干擾，實現(xiàn)自動且精確的輸出測量設(shè)備基準線的朝向地理角度。

技術(shù)研發(fā)人員：門鵬,郭向?qū)?br/>受保護的技術(shù)使用者：北京瑞科同創(chuàng)科技股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/10/10